Áp Dụng Định Luật Coulomb

--- Bài mới hơn ---

  • Định Luật Kepler Về Chuyển Động Của Hành Tinh
  • Bộ Dụng Cụ Thực Hành Định Luật Acsimet Đo Lực Đẩy Của Nước, Dụng Cụ Thực Nghiệm Vật Lý
  • Định Luật Avogadro (Chỉ Áp Dụng Cho Chất Khí Hay Hơi)
  • Vận Dụng Định Luật Bernoulli Để Phòng Tránh Tai Nạn Khi Tham Gia Giao Thông – Trường Đại Học Phòng Cháy Chữa Cháy
  • Định Lý Bernoulli (Vật Lý)
  • Chúng tôi trích giới thiệu với các bạn một số bản dịch từ tác phẩm Những câu hỏi và bài tập vật lí phổ thông của hai tác giả người Nga L. Tarasov và A. Tarasova, sách xuất bản ở Nga năm 1968. Bản dịch lại từ bản tiếng Anh xuất bản năm 1973.

    §26. Áp dụng định luật Coulomb

    HS A: Lực tương tác giữa hai điện tích tỉ lệ thuận với tích của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    GV: Em phát biểu định luật này chưa hoàn chỉnh; em đã bỏ sót một số điểm.

    HS B: Có lẽ nên nên bổ sung thêm rằng lực tương tác đó tỉ lệ nghịch với hằng số điện môi Ke của môi trường. Đúng không thầy?

    HS A: Giờ thì em hiểu rồi. Có phải ý thầy muốn chúng em bổ sung rằng lực tương tác giữa hai điện tích có phương là đường nối giữa hai điện tích?

    GV: Như thế vẫn chưa đủ. Trên phương đó có tới hai chiều mà.

    HS A: Vậy thì chúng em phải nói là các điện tích đẩy nhau nếu chúng có cùng dấu và hút nhau nếu chúng trái dấu.

    GV: Tốt. Bây giờ nếu gom hết những bổ sung này thì các em sẽ có một phát biểu hoàn chỉnh của định luật Coulomb. Cũng cần nhấn mạnh rằng định luật này nói về tương tác giữa các điện tích điểm.

    HS B: Phương trình của định luật Coulomb có thể được viết sao cho nó chứa đầy đủ thông tin về định luật được không thầy? Dạng bình thường

    Trong đó hệ số B tùy thuộc vào hệ đơn vị ta chọn.

    HS A: Nhưng trong phương trình này lực tỉ lệ, không phải với bình phương, mà với lập phương khoảng cách giữa các điện tích!

    HS A: Ý thầy nói là em chỉ việc viết ra phương trình (158) nếu được yêu cầu viết định luật Coulomb đúng không? Không cần thêm gì nữa phải không?

    GV: Em sẽ chỉ phải giải thích kí hiệu trong phương trình.

    HS A: Vậy nếu em viết phương trình (157) thay vì (158) thì sao?

    GV: Thì em sẽ phải dùng lời mô tả chiều của lực Coulomb.

    HS A: Làm thế nào phương trình (158) cho thấy các điện tích hút hay đẩy nhau?

    HS A: Thầy hãy giải thích chúng ta nên biết gì về hệ số B.

    GV: Hệ số này tùy thuộc vào hệ đơn vị ta chọn. Nếu các em sử dụng hệ đơn vị tĩnh điện tuyệt đối (cgse), thì B = 1; nếu các em sử dụng hệ đơn vị quốc tế (SI), thì B = 1/(4πe0), trong đó hằng số e0 = 8,85.10-12 C2/Nm2 (coulomb bình phương trên newton-mét bình phương).

    Chúng ta hãy giải vài bài toán về định luật Coulomb.

    Bài toán 1. Bốn điện tích điểm q giống hệt nhau đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông. Hỏi phải đặt điện tích Q có dấu ngược lại và bằng bao nhiêu tại tâm của hình vuông để toàn hệ ở trong trạng thái cân bằng?

    HS A: Trong hệ gồm năm điện tích, bốn điện tích đã biết và một điện tích chưa biết. Vì hệ cân bằng, nên tổng lực tác dụng lên từng điện tích trong hệ bằng không. Nói cách khác, chúng ta phải xét sự cân bằng của từng điện tích.

    GV: Xét như thế là thừa. Các em có thể dễ dàng thấy rằng điện tích Q ở trạng thái cân bằng, bất kể độ lớn của nó, do vị trí hình học của nó. Do đó, điều kiện cân bằng cho điện tích này chẳng góp ích gì cho bài giải. Do sự đối xứng của hình vuông, bốn điện tích q còn lại là hoàn toàn tương đương. Như vậy, chỉ cần xét điều kiện cân bằng cho một trong bốn điện tích này là đủ, dù là điện tích nào cũng vậy. Chúng ta có thể chọn, ví dụ, điện tích tại điểm A (Hình 100). Có những lực nào tác dụng lên điện tích này?

    HS A: Lực F1 do điện tích tại điểm B, lực F2 do điện tích tại điểm D và, cuối cùng, lực do điện tích cần tìm nằm tại tâm của hình vuông.

    GV: Tôi thấy không ổn chút nào, tại sao em không xét lực tác dụng bởi điện tích đặt tại C?

    HS A: Nó đã bị che khuất bởi điện tích tại tâm của hình vuông.

    GV: Đây là một cái sai ngớ ngẩn. Hãy nhớ: trong một hệ điện tích, mỗi điện tích chịu lực tác dụng bởi mọi điện tích khác trong hệ, không có ngoại lệ nào hết. Do đó, em sẽ phải cộng thêm lực F3 tác dụng lên điện tích tại A do điện tích tại C gây ra. Sơ đồ lực cuối cùng được thể hiện ở Hình 100.

    HS A: Giờ thì mọi thứ đã rõ. Em chọn phương CA và chiếu toàn bộ các lực tác dụng lên điện tích tại A lên phương này. Tổng đại số của tất cả các hình chiếu lực phải bằng không, tức là

    GV: Khá chính xác. Sự cân bằng của hệ điện tích này có bền không?

    HS B: Không bền. Đây là cân bằng không bền. Chỉ cần một trong các điện tích hơi lệch một chút, toàn bộ các điện tích sẽ bắt đầu chuyển động và hệ sẽ bị phá vỡ.

    GV: Em nói đúng. Thật sự khó nghĩ ra một cách sắp xếp cân bằng bền của các điện tích đứng yên.

    Bài toán 2. Hai quả lắc hình cầu có cùng khối lượng và bán kính, có điện tích bằng nhau và được treo bên dưới hai sợi dây cùng chiều dài và treo vào cùng một điểm, được nhúng trong một điện môi lỏng có hằng số điện môi Ke và khối lượng riêng r0. Hỏi khối lượng riêng r của chất liệu làm con lắc phải bằng bao nhiêu để cho góc lệch giữa hai sợi dây trong không khí và trong điện môi đó là như nhau?

    HS B: Góc lệch giữa hai sợi dây là do lực đẩy Coulomb giữa hai quả lắc. Gọi Fe1­ là lực đẩy Coulomb trong không khí và Fe2 là lực đẩy Coulomb trong điện môi.

    GV: Hai lực này khác nhau ra sao?

    HS B: Vì, theo điều kiện của bài toán, góc lệch giữa hai sợi dây là như nhau trong cả hai trường hợp, nên khoảng cách giữa hai quả lắc cũng là như nhau. Do đó, độ chênh lệch lực Fe1Fe2 chỉ là do hằng số điện môi. Như vậy

    Fe1 = KeFe2                                            (160)

    Ta hãy xét trường hợp hai quả lắc nằm trong không khí. Từ sự cân bằng của hai quả lắc, ta kết luận rằng tổng vector của các lực Fe1 và trọng lực sẽ hướng theo phương của sợi dây bởi vì nếu không nó không thể trực đối với phản lực của sợi dây (Hình 101a). Ta suy ra

    Fe1/P = tan α

    trong đó α là góc hợp bởi sợi dây và phương thẳng đứng. Khi hai quả lắc nhúng chìm trong điện môi, lực Fe1 được thay bằng lực Fe2, và trọng lực P được thay bằng hiệu (P – Fb), trong đó Fb là lực nổi. Tuy nhiên, tỉ số của hai lực mới này, giống như phần trước, phải bằng tanα (Hình 101b). Như vậy

    GV: Đáp số của em đúng rồi.

    Bài toán 3. Hai quả lắc hình cầu cùng khối lượng m tích điện giống hệt nhau được treo dưới hai sợi dây cùng chiều dài l và treo vào cùng một điểm. Tại điểm treo có một quả cầu thứ ba mang cùng điện tích. (Hình 102). Tính điện tích q của mỗi quả lắc và quả cầu nếu góc hợp bởi hai sợi dây khi quả lắc cân bằng là α.

    HS B: Ta sẽ xét quả lắc A. Có bốn lực tác dụng lên nó (Hình 102). Vì quả lắc ở trạng thái cân bằng, nên em sẽ phân tích những lực này ra các thành phần hướng theo hai phương…

    GV (cắt ngang): Trong trường hợp đã cho, có một cách giải đơn giản hơn. Lực do điện tích tại điểm treo tác dụng không có ảnh hưởng nào đối với vị trí cân bằng của sợi dây: lực Fe2 tác dụng theo phương của sợi dây và bị triệt tiêu ở mọi vị trí bởi phản lực của sợi dây. Do đó, bài toán đã cho có thể được giải như là không có điện nào tại điểm treo của sợi dây. Các thí sinh thường không biết điều này.

    HS B: Như vậy ta sẽ bỏ qua lực Fe2. Vì tổng vector của các lực Fe1 P phải hướng theo phương của sợi dây nên ta có

    Fe1 /P = tan (α/2)                                              (162)

    GV: Lưu ý rằng kết quả này không phụ thuộc vào chuyện có mặt hay không có mặt của một điện tích tại điểm treo dây.

    HS B: Vì

    GV: Đáp số của em đúng rồi.

    HS A: Khi nào thì sự có mặt của một điện tích tại điểm treo dây là có nghĩa?

    GV: Chẳng hạn, khi cần tìm lực căng dây.

    Bài tập

    50. Các điện tích +q giống hệt nhau nằm tại các đỉnh của một lục giác đều. Phải đặt tại tâm của lục giác đó một điện tích bằng bao nhiêu để toàn bộ hệ điện tích cân bằng?

    51. Một quả lắc hình cầu có khối lượng m và điện tích q treo bên dưới một sợi dây chiều dài l quay xung quanh một điện tích cố định giống hệt với điện tích của quả lắc (Hình 103). Góc giữa sợi dây và phương thẳng đứng là α. Tính vận tốc góc của chuyển động đều của quả lắc và lực căng của sợi dây.

    52. Một quả lắc hình cầu có khối lượng m và điện tích q có thể quay trong một mặt phẳng thẳng đứng tại đầu của một sợi dây chiều dài l. Tại tâm quay có một quả cầu thứ hai có điện tích cùng dấu và độ lớn với điện tích của quả lắc. Phải truyền cho quả lắc một vận tốc nằm ngang tối thiểu bằng bao nhiêu tại vị trí thấp nhất của nó để cho phép nó quay trọn vòng?

    Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email

    --- Bài cũ hơn ---

  • Liệu Định Luật Moore Còn Đúng Cho Điện Thoại Thông Minh Vào Năm 2022?
  • Hướng Dẫn Cách Sử Dụng Luật Hấp Dẫn Không Phải Ai Cũng Biết
  • Xâm Phạm Quyền Sở Hữu Công Nghiệp
  • Chủ Sở Hữu Và Nội Dung Quyền Sở Hữu Công Nghiệp
  • Sáng Mãi Đạo Lý “Uống Nước Nhớ Nguồn”
  • Luật Coulomb: Công Thức, Định Nghĩa, Ứng Dụng Trong Thực Tế

    --- Bài mới hơn ---

  • Đôi Điều Về Lực Đẩy Archimede Và Áp Suất Chất Lỏng
  • Định Luật Đàn Hồi Hooke
  • Định Luật Bảo Toàn Khối Lượng Là Gì?
  • Cơ Năng Là Gì? Nêu Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng Của Con Lắc Đơn
  • Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ Là Gì ? Từ Thông Là Gì ?
  • Trong tĩnh điện, một trong những điều cơ bản là định luật Coulomb. Nó được sử dụng trong vật lý để xác định lực tương tác của hai điện tích điểm cố định hoặc khoảng cách giữa chúng. Đây là một quy luật cơ bản của tự nhiên, không phụ thuộc vào bất kỳ luật nào khác. Sau đó, hình dạng của cơ thể thực không ảnh hưởng đến độ lớn của các lực. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả một cách đơn giản luật Coulomb và ứng dụng của nó trong thực tế.

    Câu chuyện khám phá

    Sh.O. Mặt dây chuyền vào năm 1785 lần đầu tiên đã chứng minh bằng thực nghiệm các tương tác được mô tả bởi luật pháp. Trong các thí nghiệm của mình, ông đã sử dụng thang xoắn đặc biệt. Tuy nhiên, trở lại năm 1773, Cavendish đã chứng minh bằng cách sử dụng ví dụ về tụ điện hình cầu, rằng không có điện trường bên trong quả cầu. Điều này cho thấy rằng lực tĩnh điện thay đổi theo khoảng cách giữa các cơ thể. Nói chính xác hơn, khoảng cách bình phương. Sau đó, nghiên cứu của ông đã không được công bố. Trong lịch sử, phát hiện này được đặt theo tên của Coulomb và đại lượng mà điện tích được đo có tên tương tự.

    Từ ngữ

    Định nghĩa của luật Coulomb nêu rõ:Trong chân không Tương tác F của hai vật tích điện tỷ lệ thuận với sản phẩm của các mô-đun của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    Nghe có vẻ ngắn, nhưng nó có thể không rõ ràng với mọi người. Nói một cách đơn giản:Các vật thể có điện tích càng lớn và chúng càng gần nhau thì sức mạnh càng lớn.

    Và ngược lại:Nếu bạn tăng khoảng cách giữa các điện tích – lực sẽ trở nên ít hơn.

    Công thức của quy tắc Coulomb trông như thế này:

    Chỉ định của các chữ cái: q là độ lớn của điện tích, r là khoảng cách giữa chúng, k là hệ số, phụ thuộc vào hệ thống đơn vị được chọn.

    Độ lớn của điện tích q có thể dương hoặc có điều kiện âm. Sự phân chia này rất tùy tiện. Khi cơ thể chạm vào, nó có thể được truyền từ người này sang người khác. Theo sau đó, cùng một cơ thể có thể có điện tích và cường độ khác nhau. Một điện tích điểm là một điện tích hoặc vật thể có kích thước nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách tương tác có thể.

    Cần lưu ý rằng phương tiện đặt các điện tích ảnh hưởng đến tương tác F. Vì nó gần như bằng nhau trong không khí và trong chân không, việc phát hiện ra Coulomb chỉ áp dụng cho các phương tiện này, đây là một trong những điều kiện để áp dụng loại công thức này. Như đã đề cập, trong hệ thống SI, đơn vị điện tích là Coulomb, viết tắt Cl. Nó đặc trưng cho lượng điện trên mỗi đơn vị thời gian. Nó có nguồn gốc từ các đơn vị SI cơ bản.

    1 C = 1 A * 1 giây

    Điều đáng chú ý là kích thước của 1 C là quá mức. Do thực tế là các chất mang đẩy nhau, rất khó để giữ chúng trong một cơ thể nhỏ, mặc dù dòng điện trong 1A là nhỏ, nếu nó chảy trong dây dẫn. Ví dụ, một dòng điện 0,5 A chạy trong cùng một bóng đèn sợi đốt 100 W và hơn 10 A chảy trong một lò sưởi điện. Một lực như vậy (1 C) xấp xỉ bằng khối lượng 1 tấn tác dụng lên cơ thể từ phía bên trái cầu.

    Bạn có thể nhận thấy rằng công thức này thực tế giống như trong tương tác hấp dẫn, chỉ khi khối lượng xuất hiện trong cơ học Newton, sau đó tích điện trong tĩnh điện.

    Công thức Coulomb cho môi trường điện môi

    Hệ số có tính đến các giá trị của hệ SI được xác định bằng N2* m2/ Cl2. Nó tương đương với:

    Trong nhiều sách giáo khoa, hệ số này có thể được tìm thấy dưới dạng một phân số:

    Đây0= 8,85 * 10-12 Kl2 / N * m2 – đây là hằng số điện. Đối với điện môi, E là hằng số điện môi của môi trường, khi đó định luật Coulomb có thể được sử dụng để tính toán lực tương tác của điện tích đối với chân không và môi trường.

    Với ảnh hưởng của điện môi, nó có dạng:

    Từ đây, chúng ta thấy rằng sự ra đời của một chất điện môi giữa các cơ thể làm giảm lực F.

    Lực lượng được chỉ đạo như thế nào

    Các điện tích tương tác với nhau tùy thuộc vào cực tính của chúng – các điện tích giống nhau đẩy nhau và thu hút ngược lại (ngược lại).

    Nhân tiện, đây là sự khác biệt chính từ quy luật tương tác hấp dẫn tương tự, nơi các cơ thể luôn bị thu hút. Các lực được định hướng dọc theo đường được vẽ giữa chúng, được gọi là vectơ bán kính. Trong vật lý, ký hiệu là r12 và như một vectơ bán kính từ điện tích thứ nhất đến điện tích thứ hai và ngược lại. Các lực được hướng từ tâm điện tích sang điện tích trái dấu dọc theo đường thẳng này, nếu các điện tích trái dấu và ngược chiều, nếu chúng có cùng tên (hai dương hoặc hai âm). Ở dạng vector:

    Lực tác dụng lên điện tích thứ nhất từ ​​phía thứ hai được ký hiệu là F12. Sau đó, ở dạng vector Coulomb, luật như sau:

    Để xác định lực tác dụng lên điện tích thứ hai, ký hiệu F21 và R21.

    Nếu cơ thể có hình dạng phức tạp và nó đủ lớn để ở một khoảng cách nhất định, nó không thể được coi là điểm, thì nó được chia thành các phần nhỏ và mỗi phần được coi là một điện tích điểm. Sau khi thêm hình học của tất cả các vectơ kết quả, lực kết quả thu được. Các nguyên tử và phân tử tương tác với nhau theo cùng một định luật.

    Ứng dụng thực tế

    Công việc của Coulomb rất quan trọng trong ngành tĩnh điện, trong thực tế, nó được sử dụng trong một số phát minh và thiết bị. Một ví dụ nổi bật là cột thu lôi. Với sự giúp đỡ của nó, các tòa nhà và lắp đặt điện được bảo vệ khỏi giông bão, do đó ngăn ngừa hỏa hoạn và thiết bị hỏng hóc. Khi trời mưa với giông bão trên trái đất, một điện tích cảm ứng có cường độ lớn xuất hiện, chúng bị thu hút về phía của đám mây. Nó chỉ ra rằng một điện trường lớn xuất hiện trên bề mặt trái đất. Gần đầu của cột thu lôi, nó có giá trị lớn, do đó, một luồng phóng xạ được đốt cháy từ đầu (từ mặt đất, qua cột thu lôi đến đám mây). Điện tích từ trái đất bị hút vào điện tích trái dấu của đám mây, theo định luật Coulomb. Không khí bị ion hóa, và điện trường giảm xuống gần cuối cột thu lôi. Do đó, các khoản phí không tích lũy trên tòa nhà, trong trường hợp đó xác suất xảy ra sét đánh là nhỏ. Nếu một cú đánh vào tòa nhà xảy ra, thì thông qua việc chống sét, tất cả năng lượng sẽ rơi xuống đất.

    Trong nghiên cứu khoa học nghiêm túc, công trình vĩ đại nhất của thế kỷ 21 được sử dụng – máy gia tốc hạt. Trong đó, một điện trường làm công việc tăng năng lượng hạt. Xem xét các quá trình này từ quan điểm về tác động đối với một khoản phí điểm bởi một nhóm các khoản phí, sau đó tất cả các mối quan hệ của pháp luật hóa ra là hợp lệ.

    Cuối cùng, chúng tôi khuyên bạn nên xem video cung cấp giải thích chi tiết về Luật Coulomb:

    --- Bài cũ hơn ---

  • Định Luật Moore’S Law Là Gì? Hiện Tại & Tương Lai Phát Triển Đến Đâu
  • Định Luật Ôm Đối Với Toàn Mạch Cùng Các Loại Đoạn Mạch
  • Lớp Học Vật Lý: Lịch Sử Vật Lý
  • Bài Tập Vật Lý 12 Chuyên Đề Dòng Điện Xoay Chiều Một Phần Tử Chọn Lọc.
  • Định Luật Ôm Cho Các Loại Mạch Điện
  • Định Luật Coulomb Về Tĩnh Điện (Phần 1)

    --- Bài mới hơn ---

  • Định Luật Amdahl: Định Nghĩa Và Cách Nó Ảnh Hưởng Đến Máy Tính
  • Chương 3: Các Định Luật Chất Khí Và Thuyết Động Học
  • Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng
  • Áp Dụng Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng Và Định Luật Bảo Toàn Động Lượng
  • Phát Hiện Bất Thường Bằng Định Luật Benford
  • Nước Pháp, 1785. Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích tỉ lệ thuận với độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    Định luật Coulomb nói rằng độ lớn của lực F giữa hai điện tích điểm trong không gian tự do được cho bởi

    trong đó 10 q1-9 farad/mét), và F được cho theo đơn vị newton. Một coulomb, kí hiệu bằng chữ cái C, được định nghĩa là lượng điện tích đi qua một điểm trên một dây dẫn trong một giây khi dòng điện trong dây bằng một ampere. Nói cách khác, 1 C = 1 A.s. Nếu hai điện tích cùng dấu, thì lực là đẩy. Nếu hai điện tích trái dấu, thì lực là hút. q2 là độ lớn của các điện tích tính theo coulomb, r là khoảng cách giữa hai điện tích tính theo mét, là hằng số điện môi của không gian tự do (8,85 ×

    Xét phương trình trên, ta có thể thấy độ lớn của lực tỉ lệ thuận với độ lớn của mỗi điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Lực do điện tích điểm này tác dụng lên điện tích điểm kia có phương nằm trên đường tưởng tượng nối giữa hai điện tích.

    Các giá trị điện tích có thể xem là cộng được trong trường hợp khi electron và proton kết hợp tạo thành các hạt phức hoặc các tập hợp hạt. Ngoại trừ trường hợp các quark, chúng được xem là có điện tích phân số, toàn bộ điện tích quan sát thấy trong tự nhiên là bội số nguyên của điện tích trên electron ( Qe) hoặc proton ( Qp) có giá trị như sau:

    Nhà vật lí hạt nhân Ernest Rutherford (1871-1937) đã tiến hành các thí nghiệm với hạt alpha tán xạ chứng minh rằng Định luật Coulomb là chính xác ngay cả với các hạt tích điện có kích cỡ hạt nhân và cả với các giá trị r nhỏ đến 10 -12 centi-mét. ( Hạt alpha là hạt nhân helium, và chúng gồm hai proton và hai neutron liên kết với nhau.) Thật vậy, ngày nay, các thí nghiệm đã chứng minh rằng Định luật Coulomb có giá trị trên một phạm vi khoảng cách đáng kể, từ nhỏ cỡ 10 -16 mét (một phần mười đường kính của hạt nhân nguyên tử) cho đến lớn cỡ 10 6 mét. Định luật Coulomb chỉ chính xác khi các điện tích đứng yên bởi vì chuyển động tạo ra từ trường làm thay đổi lực tác dụng lên các điện tích.

    Lưu ý rằng một coulomb là một điện tích cực kì lớn so với điện tích của một electron hay proton. Để có một cảm giác về độ lớn, hãy xét hai vật, mỗi vật có điện tích toàn phần +1 coulomb. Nếu bạn đặt hai vật này cách nhau một mét, thì lực đẩy sẽ vào khoảng chín tỉ newton, tương ứng với một triệu tấn! Do coulomb là một điện tích khổng lồ như thế, nên thỉnh thoảng các nhà khoa học sử dụng những đơn vị đo nhỏ hơn, ví dụ như micro-coulomb (10 -6 C), pico-coulomb (10 -12 C), hay đơn giản hơn nữa là dùng điện tích electron (1,62 × 10 −19 C).

    Định luật Coulomb và Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton là ví dụ của cái các nhà vật lí thỉnh thoảng gọi là các định luật “tác dụng xa” – hiểu theo nghĩa là khi các định luật này được thiết lập, người ta chẳng biết môi trường nào truyền tương tác. Định luật Newton mô tả lực hút hấp dẫn của hai khối lượng m1m2 cách nhau một khoảng r và có thể viết là Fg = Gm1m2/ r2, trong đó Fg là độ lớn của lực hấp dẫn.

    Ngay cả nhìn sơ bộ hình thức toán học của Định luật Newton và Định luật Coulomb ta cũng thấy hai công thức có những tương đồng đến bất ngờ. Cả lực tĩnh điện và lực hấp dẫn đều tỉ lệ thuận với tích của các thực thể đang tương tác (khối lượng hoặc điện tích), và cả hai lực đều tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.

    Cũng độ trễ này ứng với các khối lượng có lực hút hấp dẫn, như trong trường hợp Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời. Nếu Mặt Trời đột ngột biến mất, thì Trái Đất vẫn tiếp tục quay xung quanh Mặt Trời bị mất đó trong vài ba phút do bởi tác dụng hấp dẫn không thể truyền đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Trong thời gian cần thiết cho tác dụng này truyền đi, vật này sẽ tiếp tục chịu tác dụng lực điện hay hấp dẫn từ vật kia như thể vật biến mất vẫn còn tồn tại.

    Bất chấp những tương đồng này, tồn tại một khác biệt đáng chú ý giữa Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton và Định luật Coulomb – lực Coulomb có thể là hút hay đẩy, còn lực hấp dẫn chỉ là hút. Đồng thời, độ lớn của lực Coulomb phụ thuộc vào môi trường ngăn cách các điện tích, còn lực hấp dẫn độc lập với môi trường. Ví dụ, thừa số của chúng ta trong Định luật Coulomb có thể được viết tổng quát hơn, dùng thay cho :

    trong đó hằng số điện môi là một tính chất điện của môi trường bao xung quanh hai điện tích. Kí tự kí hiệu cho hằng số điện môi khi môi trường là chân không. Giá trị của = k, thỉnh thoảng được gọi là hằng số Coulomb, xấp xỉ bằng 9 ×. Môi trường dẫn điện có giá trị hằng số điện môi lớn hơn . Vì chân không không có hạt mang điện, nên hằng số điện môi cho chân không nhỏ hơn cho bất kì môi trường nào khác. Giá trị hằng số điện môi của không khí khô gần với của chân không nên các nhà khoa học thường xem các thí nghiệm tiến hành trong không khí như thể được tiến hành trong chân không.

    Hằng số điện môi của một vật liệu thường được cho tương đối so với của không gian tự do. Nếu kí hiệu hằng số điện môi tương đối là , thì hằng số điện môi khi đó được tính bằng cách nhân với . Các giá trị hằng số điện môi tương đối xấp xỉ ở nhiệt độ phòng được cho trong bảng 6, và các giá trị đó có thể biến thiên tùy theo nhiệt độ và thành phần chính xác của vật liệu đang nghiên cứu. Ví dụ, tồn tại một phạm vi giá trị hằng số điện môi đối với những loại giấy khác nhau.

    Định luật Coulomb chỉ chính xác đối với điện tích điểm, nghĩa là các điện tích định xứ trong một vùng không gian vô cùng nhỏ. Tuy nhiên, mọi thí nghiệm thực tế đều tiến hành với điện tích trên các vật có kích cỡ hữu hạn. Định luật Coulomb có thể dùng được trong các thí nghiệm với các vật như thế nếu kích cỡ của các vật mang điện là nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách giữa các tâm của chúng. Lưu ý rằng trong thời hiện đại, định luật Coulomb đã được khái quát hóa thành dạng vi tích phân có thể dùng cho các điện tích phi chất điểm, và thông thường những khái quát này cũng được gọi là Định luật Coulomb.

    Bảng 6. Hằng số điện môi tương đối của một số vật liệu

    Nguồn: Glenn Elert, “Dielectrics,” in The Physics Hypertextbook; xem hypertextbook.com/physics/electricity/dielectrics/.

    Mặc dù lực đẩy coulomb phải khá mạnh đối với các proton tích điện dương bên trong hạt nhân, song các proton không bay ra xa nhau là do bởi chúng được giữ lại bằng một lực cơ bản khác, lực hạt nhân mạnh, lực này mạnh hơn lực coulomb.

    Tôi kết luận mục này với một bài toán ngắn cho thấy một phép tính thực tế vận dụng Định luật Coulomb. Tưởng tượng có hai quả cầu nhỏ, mỗi quả cầu có khối lượng 0,20 gam. Mỗi quả cầu được gắn dưới một sợi dây mảnh dài 50 cm treo vào cùng một điểm trên trần nhà. Do hai quả cầu có điện tích giống nhau, nên chúng đong đưa dưới trần nhà và không chạm vào nhau. Kết quả trong thí nghiệm đặc biệt này, mỗi sợi dây lập góc 37 độ so với đường vuông góc với trần nhà. Để giúp hình dung bài toán này, hãy vẽ một tam giác . Điểm trên cùng biểu diễn điểm treo của hai sợi dây, đỉnh bên trái và bên phải biểu diễn vị trí của hai quả cầu. Nếu chúng ta giả sử điện tích trên mỗi quả cầu là bằng nhau, thì chúng ta có thể xác định mỗi điện tích ấy lớn bao nhiêu.

    Để giải bài toán này, ta có thể sử dụng lượng giác đơn giản, đồng thời nhận thấy trọng lượng của một vật bằng khối lượng 10 m của nó nhân với gia tốc trọng trường -3 N. Đây là lực đẩy giữa hai quả cầu. Ta có thể thay lực này vào công thức Định luật Coulomb để tìm điện tích trên mỗi quả cầu: g (bằng 9,8 m/s 2). Trước tiên, xét quả cầu bên trái. Có ba lực tác dụng lên quả cầu: trọng lực hướng xuống ( mg), lực căng T trên sợi dây, và lực đẩy F do điện tích trên quả cầu bên phải tác dụng. Do các quả cầu không chuyển động, nên các lực trên trục x và trục y cân bằng nhau. Như vậy, đối với các lực trên trục x ta có – 0,6 T = 0. Xét các lực trên trục y, ta có 0,8 T – (0,2)(10 -3 kg)(9,8 m/s 2) = 0, cho ta T = 2,45 ××

    (Khoảng cách giữa hai quả cầu là 0,60 m, có thể tính được bằng lượng giác, biết chiều dài dây 50 cm và góc 37 10 o.) Giải cho -7 coulomb hay 0,24 q, ta tìm được q xấp xỉ bằng 2,4 ×C, trong đó C là kí hiệu cho micro-coulomb.

    Trong một hệ gồm nhiều điện tích điểm, các điện tích tác dụng lực lên nhau, và hợp lực tác dụng lên một điện tích bất kì bằng tổng vector của từng lực do mỗi điện tích khác trong hệ tác dụng lên điện tích đó.

    Trích từ Archimedes to Hawking (Clifford Pickover) Vui lòng ghi rõ “Nguồn chúng tôi khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

    Thêm ý kiến của bạn

    --- Bài cũ hơn ---

  • Kết Thúc Của Định Luật Moore ?
  • Sự Chấm Dứt Của Định Luật Moore
  • Làm Thế Nào Để Tính Toán Được Định Luật Ohm Để An Toàn Khi Hút Vape
  • Bài 5: Định Luật Ohm
  • Bài 9: Định Luật Ohm Đối Với Toàn Mạch
  • Định Luật Coulomb Về Tĩnh Điện (Phần 2)

    --- Bài mới hơn ---

  • Định Luật Kepler Và Newton Về Chuyển Động Của Các Hành Tinh
  • Kiến Thức Về Dòng Điện Và Điện Áp
  • Hằng Số Avogadro, Câu Hỏi Và Bài Tập Áp Dụng
  • Tìm Hiểu Về Lực Đàn Hồi Của Lò Xo Và Định Luật Hooke
  • Khái Niệm Sáng Chế Và Các Vấn Đề Pháp Lý Liên Quan Đến Sáng Chế
  • Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), nhà vật lí Pháp nổi tiếng với định luật mô tả lực tương tác giữa hai điện tích điểm.

    HIẾU KÌ. Sở trường kĩ thuật của Coulomb giữ một vai trò lớn trong việc xây dựng công sự Martinique, một hòn đảo ở Caribbean. yC là đơn vị chính thức cho yocto-coulomb, bằng 10 -24 coulomb. Coulomb giành giải thưởng của Viện hàn lâm Khoa học Pháp cho phương pháp tốt nhất chế tạo la bàn dành cho tàu thuyền.

    Những đóng góp của Coulomb cho khoa học về lực ma sát là vô cùng to lớn. Không hề cường điệu, người ta có thể nói rằng ông đã sáng lập lĩnh vực khoa học này.

    Có thể xem Coulomb là một trong những kĩ sư vĩ đại nhất ở châu Âu thế kỉ mười tám.

    Ai có thể quên được cái lần “Chuck” Coulomb thuyết trình trước Viện hàn lâm Khoa học ở Paris năm 1773 khi ông bàn về lí thuyết cơ học đất tiên phong?

    Charles-Augustin de Coulomb là một trong những nhà vật lí và kĩ sư lỗi lạc nhất của mọi thời đại có đóng góp cho các lĩnh vực điện học, từ học, cơ học ứng dụng, lực ma sát, và lực xoắn. Coulomb sinh ra trong một gia đình khá giả ở Angoulême ở tây nam nước Pháp. Sau đó gia đình ông chuyển đến Paris, ông vào học trường Collège Mazarin. Ông được hưởng một nền giáo dục phổ thông tốt về nhân chủng học, cũng như toán học, thiên văn học, và hóa học.

    Có một dạo, cha ông mất trắng tiền bạc trong đầu cơ tài chính. Tình trạng khó khăn này, cộng với sự bất đồng của Coulomb với mẹ ông về các dự tính nghề nghiệp, làm cho gia đình ông li tán, Coulomb cùng cha chuyển đến Montpellier còn mẹ ông vẫn ở lại Paris. Theo một số nguồn thông tin, mẹ Coulomb muốn ông trở thành một bác sĩ, còn cậu con trai của bà nhất quyết đòi học một chuyên ngành định lượng hơn như là kĩ thuật hoặc toán học. Các bất đồng dần trở nên nảy lửa, và mẹ ông hầu như không thèm nhìn mặt ông.

    Năm 1760, Coulomb vào học trường École du Génie tại Mézières và sau đó tốt nghiệp kĩ sư trong hàng ngũ đại úy hải quân trong Quân đoàn Kĩ sư (Corps du Génie). Trong hai thập niên sau đó, ông đã chu du khắp nơi, ở đâu ông cũng tham gia vào kĩ thuật cấu trúc, thiết kế công sự, và cơ học đất – chẳng hạn, ông đã dành ra vài năm ở West Indies với vai trò kĩ sư quân sự – trước khi trở lại Pháp, nơi ông bắt đầu viết các bài báo quan trọng về cơ học ứng dụng.

    Coulomb đã chế tạo một cân xoắn vào khoảng năm 1777 để đo lực tĩnh điện. Cân xoắn gồm hai quả cầu kim loại gắn với một thanh cách điện. Thanh được treo tại ngay giữa của nó bằng một sợi tơ hoặc sợi chỉ mảnh không dẫn điện. Để đo lực điện, một trong hai quả cầu được làm cho nhiễm điện. Một quả cầu thứ ba có điện tích giống như vậy được đặt gần quả cầu nhiễm điện của cân, làm cho quả cầu trên cân bị đẩy ra. Lực đẩy này làm cho sợi tơ xoắn đi một lượng nhất định. Nếu chúng ta đo xem cần một lực bao nhiêu để làm xoắn sợi dây một góc bằng như vậy, thì ta có thể ước tính mức độ lực gây ra bởi quả cầu nhiễm điện. Nói cách khác, sợi dây tác dụng như một lò xo rất nhạy cung cấp một lực tỉ lệ thuận với góc xoắn. Coulomb chỉ ra rằng lực biến thiên theo 1/ r2 đối với lực đẩy giữa các điện tích cùng dấu, và lực hút giữa các điện tích trái dấu, cách nhau khoảng r lúc ban đầu. Hình như chưa bao giờ ông thật sự chứng minh được rằng lực giữa các điện tích tỉ lệ thuận với tích các giá trị điện tích – ông chỉ đơn giản thừa nhận điều này là đúng. C. Stewart Gillmor, viết trong Từ điển tiểu sử khoa học, chỉ ra mức độ mà cân xoắn của Coulomb ảnh hưởng đến nền khoa học trong nhiều thế hệ:

    Giải phép đơn giản, đẹp đẽ của Coulomb cho vấn đề lực xoắn trong bình trụ rằng lực hút điện tuân theo quy luật giống với lực hấp dẫn và do đó phụ thuộc theo bình phương khoảng cách; vì như thế dễ dàng chứng tỏ rằng Trái Đất có dạng một lớp vỏ, một vật thể mà ở bên trong nó sẽ không bị hút về một phía nhiều hơn phía kia?

    Mặc dù Priestly chẳng nêu ra bằng chứng thuyết phục cho Định luật Coulomb, song những suy đoán của ông về cơ bản là đúng. Priestly còn độc lập phát minh ra cân xoắn và dùng nó để chỉ ra rằng lực giữa hai cực nam châm biến theo theo nghịch đảo bình phương khoảng cách giữa hai cực.

    Ngày nay, chúng ta gọi quy luật 1/ r2 là Định luật Coulomb để tôn vinh những kết quả độc lập mà Coulomb thu được thông qua bằng chứng do hệ thống cân xoắn của ông đem lại. Nói cách khác, Coulomb đã cung cấp các kết quả định lượng có tính thuyết phục cho một điều mà mãi đến năm 1785 thường chỉ là một suy đoán tốt.

    Lực Coulomb cũng thích ứng ở cấp độ nguyên tử, và thật vậy, để có thông tin ta hãy so sánh lực hấp dẫn với lực Coulomb đối với nguyên tử hydrogen. Lấy gần đúng, ta xem electron là một hạt điểm quay xung quanh hạt điểm proton, với khoảng cách trung bình giữa electron và proton là 5,3 × 10 -11 mét, lực Coulomb có thể được tính bởi

    Độ lớn của lực hấp dẫn Fg giữa proton và electron có thể được tính gần đúng bằng khối lượng electron me và khối lượng proton mp:

    Lưu ý rằng lực Coulomb lớn hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn giữa hai hạt hạ nguyên tử này.

    1. Ampère (André-Marie Ampère, nhà toán học và nhà vật lí)

    2. Arago (Dominique François Jean Arago, nhà thiên văn học và nhà vật lí)

    3. Barral (Jean-Augustin Barral, nhà nông học, nhà hóa học, nhà vật lí)

    4. Becquerel (Antoine Henri Becquerel, nhà vật lí)

    5. Bélanger (Jean-Baptiste-Charles-Joseph Bélanger, nhà toán học)

    6. Belgrand (Eugene Belgrand, kĩ sư)

    7. Berthier (Pierre Berthier, nhà khoáng vật học)

    8. Bichat (Marie François Xavier Bichat, nhà giải phẫu học và nhà sinh lí học)

    9. Borda (Jean-Charles de Borda, nhà toán học)

    10. Breguet (Abraham Louis Breguet, thợ máy và nhà phát minh)

    11. Bresse (Jacques Antoine Charles Bresse, kĩ sư dân sự và kĩ sư thủy lực)

    12. Broca (Paul Pierre Broca, thầy thuốc và nhà nhân chủng học)

    13. Cail (Jean-François Cail, nhà tư bản công nghiệp)

    14. Carnot (Nicolas Léonard Sadi Carnot, nhà toán học)

    15. Cauchy (Augustin Louis Cauchy, nhà toán học)

    16. Chaptal (Jean-Antoine Chaptal, nhà nông học và nhà hóa học)

    17. Chasles (Michel Chasles, nhà hình học)

    18. Chevreul (Michel Eugène Chevreul, nhà hóa học)

    19. Clapeyron (Émile Clapeyron, kĩ sư)

    20. Combes (Émile Combes, kĩ sư và nhà luyện kim)

    21. Coriolis (Gaspard-Gustave Coriolis, kĩ sư và nhà khoa học)

    22. Coulomb (Charles-Augustin de Coulomb, nhà vật lí)

    23. Cuvier (Baron Georges Leopold Chretien Frédéric Dagobert Cuvier, nhà tự nhiên học)

    24. Daguerre (Louis Daguerre, nghệ sĩ và nhà hóa học)

    25. De Dion (Albert de Dion, kĩ sư)

    26. De Prony (Gaspard de Prony, kĩ sư)

    27. Delambre (Jean Baptiste Joseph Delambre, nhà thiên văn học)

    28. Delaunay (Charles-Eugène Delaunay, nhà thiên văn học)

    29. Dulong (Pierre Louis Dulong, nhà vật lí và nhà hóa học)

    30. Dumas (Jean Baptiste André Dumas, nhà hóa học)

    31. Ebelmen (Jean-Jacques Ebelmen, nhà hóa học)

    32. Fizeau (Hippolyte Fizeau, nhà vật lí)

    33. Flachat (Jeugène Flachat, kĩ sư)

    34. Foucault (Léon Foucault, nhà vật lí)

    35. Fourier (Jean Baptiste Joseph Fourier, nhà toán học)

    36. Fresnel (Augustin-Jean Fresnel, nhà vật lí)

    37. Gay-Lussac (Joseph Louis Gay-Lussac, nhà hóa học)

    38. Giffard (Henri Giffard, kĩ sư)

    39. Goüin (Ernest Goüin, kĩ sư và nhà tư bản công nghiệp)

    40. Haüy (René-Just Haüy, nhà khoáng vật học)

    41. Jamin (Jules Célestin Jamin, nhà vật lí)

    42. Jousselin (Alexandre Louis Jousselin, kĩ sư)

    43. Lagrange (Joseph Louis Lagrange, nhà toán học)

    44. Lalande (Joseph Jérôme Lefrançais de Lalande, nhà thiên văn học)

    45. Lamé (Gabriel Lamé, nhà hình học)

    46. Laplace (Pierre-Simon Laplace, nhà toán học và nhà thiên văn học)

    47. Lavoisier (Antoine Lavoisier, nhà hóa học)

    48. Le Chatelier (Henri Louis le Chatelier, nhà hóa học)

    49. Le Verrier (Urbain Le Verrier, nhà thiên văn học)

    50. Legendre (Adrien-Marie Legendre, nhà hình học)

    51. Malus (Etienne-Louis Malus, physicist)

    52. Monge (Gaspard Monge, nhà hình học)

    53. Morin (Jean-Baptiste Morin, nhà toán học và nhà vật lí học)

    54. Navier (Claude-Louis Marie Henri Navier, nhà toán học)

    55. Petiet (Jules Petiet, kĩ sư)

    56. Pelouze (Théophile-Jules Pelouze, nhà hóa học)

    57. Perdonnet (Albert Auguste Perdonnet, kĩ sư)

    58. Perrier (François Perrier, nhà địa lí và nhà toán học)

    59. Poinsot (Louis Poinsot, nhà toán học)

    60. Poisson (Simeon Poisson, nhà toán học và nhà vật lí)

    61. Polonceau (Antoine-Rémi Polonceau, kĩ sư)

    62. Poncelet (Jean-Victor Poncelet, nhà hình học)

    63. Regnault (Henri Victor Regnault, nhà hóa học và nhà vật lí)

    64. Sauvage (Jean-Pierre Sauvage, thợ máy)

    65. Schneider (Jacques Schneider, nhà tư bản công nghiệp)

    66. Seguin (Marc Seguin, thợ máy)

    67. Sturm (Jacques Charles François Sturm, nhà toán học)

    68. Thénard (Louis Jacques Thénard, nhà hóa học)

    69. Tresca (Henri Tresca, kĩ sư và thợ máy)

    70. Triger (Jacques Triger, kĩ sư)

    71. Vicat (Louis Vicat, kĩ sư)

    72. Wurtz (Charles-Adolphe Wurtz, nhà hóa học)

    ĐỌC THÊM

    Blau, Peter J., Friction Science and Technology (New York: Marcel Dekker, 1995).

    Elert, Glenn, “Dielectrics,” trong The Physics Hypertextbook; xem hypertextbook. com/physics/electricity/dielectrics/.

    Gillmor, C. Stewart, “Charles Coulomb,” trong Dictionary of Scientific Biography, Charles Gillispie, biên tập chính (New York: Charles Scribner’s Sons, 1970).

    James, Ioan, Remarkable Physicists: From Galileo to Yukawa (New York: CambridgeUniversity Press, 2004).

    Kovacs, J., “Coulomb’s Law,” Project PHYSNET, Michigan State University; xem physnet.org/modules/pdfmodules/m114.pdf.

    Priestley, Joseph, The History and Present State of Electricity (London: J. Doddsley, J. Johnson, B. Davenport, & T. Cadell, 1767).

    Shamos, Morris, Great Experiments in Physics: Firsthand Accounts from Galileo to Einstein (New York: Dover, 1987).

    Wikipedia, ” The 72 Names on the Eiffel Tower “; xem chúng tôi The_72_names_on_the_Eiffel_Tower.

    LUẬN BÀN

    Từng sự thật được chọn lọc và nhóm lại với nhau sao cho các kết nối hợp lẽ của chúng trở nên tường minh. Bằng cách nhóm những quy luật này với nhau, người ta có thể thu được những quy luật khác tổng quát hơn… Tuy nhiên… những tiến bộ lớn về tri thức khoa học chỉ hình thành … Ở cấp độ lượng tử, chúng ta đang nhìn vào ngôn ngữ máy, bên dưới đó có lẽ chính là cái máy, và chẳng có thuật toán nào ở cấp độ ấy, chỉ có các thay đổi trạng thái của cái máy cho phép các thuật toán vận hành. Đây là lí do vì sao các hạt lượng tử trông hành xử quá thất thường và khó tóm bắt – chúng không chính thức “ở trong” mô phỏng; chúng là cái đang làm cho mô phỏng xảy ra.

    James Platt, trò chuyện cá nhân, 1 tháng Ba 2007

    Thế nhưng toàn bộ lịch sử khoa học là một câu chuyện rõ ràng về những lí giải liên tục đổi mới và thay đổi của các sự thật cũ. Tuổi thọ của sự trường tồn hình như là hoàn toàn ngẫu nhiên nên nó chẳng nhìn thấy trật tự nào ở chúng cả. Một số chân lí khoa học có vẻ tồn tại hàng thế kỉ, số khác thì kéo dài chưa tới một năm. Chân lí khoa học không phải giáo điều, nó tốt cho đời sau, mà là một thực thể nhất thời định lượng có thể nghiên cứu được như bất kì thứ gì khác.

    Khoa học hoạt động là do vũ trụ được xếp trật tự theo một cách có thể hiểu được. Hiện thân tinh tế nhất của sự trật tự này được tìm thấy ở các định luật vật lí, các quy tắc toán học cơ bản chi phối mọi hiện tượng thiên nhiên. Một trong những câu hỏi lớn nhất của khoa học đó là nguồn gốc của các định luật đó: do đâu mà có chúng, và tại sao chúng có hình thức như chúng vốn thế?… Các định luật vật lí có một tính chất kì lạ và bất ngờ: cùng với nhau, chúng đem lại cho vũ trụ khả năng tạo ra sự sống và sinh vật có ý thức, ví dụ như chúng ta, những người có thể nêu ra những câu hỏi lớn ấy.

    Paul Davies, “Thiết lập Các Định luật”, New Scientist

    Trích từ Archimedes to Hawking (Clifford Pickover) Vui lòng ghi rõ “Nguồn chúng tôi khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

    Thêm ý kiến của bạn

    --- Bài cũ hơn ---

  • Chủ Đề 1: Điện Tích
  • Bài Tập Về Định Luật Coulomb Và Định Luật Bảo Toàn Điện Tích
  • Giáo Án Môn Vật Lý Lớp 11
  • Bạn Có Biết Vẫn Còn Một Định Luật Moore Thứ 2?
  • Định Luật Moore Sắp Sửa Bị Khai Tử?
  • Bài Tập Về Định Luật Coulomb Và Định Luật Bảo Toàn Điện Tích

    --- Bài mới hơn ---

  • Chủ Đề 1: Điện Tích
  • Định Luật Coulomb Về Tĩnh Điện (Phần 2)
  • Định Luật Kepler Và Newton Về Chuyển Động Của Các Hành Tinh
  • Kiến Thức Về Dòng Điện Và Điện Áp
  • Hằng Số Avogadro, Câu Hỏi Và Bài Tập Áp Dụng
  • 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phân tích tính toán và khả năng tư duy logic.

    3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh tính cẩn thận, ý thức tự học;

    B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

    1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; chuẩn bị các phiếu học tập về một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm;

    Tiết ppct BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phân tích tính toán và khả năng tư duy logic. 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh tính cẩn thận, ý thức tự học; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; chuẩn bị các phiếu học tập về một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc hai trường hợp xảy ra của tương tác tĩnh điện Coulomb? *Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật Coulomb? *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại nguyên lí chồng chất lực điện; *Giáo viên vẽ hình biểu diễn: q2 < 0 *Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật bảo toàn điện tích? *Giáo viên nêu các chú ý khi áp dụng định luật bảo toàn điện tích: +Sự bảo toàn điện tích trong hiện tượng nhiễm điện do cọ xát bằng không: ; + Đối với hệ không cô lập về điện, trong một khoảng thời gian xác định nào đó, điện tích các vật trong hệ bằng tăng, giảm thì phải có dòng điện từ ngoài vào, hoặc từ hệ đi ra ngoài. + Trong các phản ứng có hạt mang điện tham gia, thì tổng điện tích của sản phẩm bằng tổng điện tích các hạt ban đầu. *Nhắc lại định lí Viét về công thức tính tổng và tích hai nghiệm của phương trình bậc hai. *Giáo viên nhấn mạnh định lý đảo của định lý Viet: Nếu cho x1, x2 thoả mãn điều kiện: Thì x1 và x2 là nghiệm của phương trình: X2 - SX + P = 0 *Học sinh làm việc cá nhân trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Hai trường hợp có thể xảy ra: - Nếu q1q2 < 0 thì tương tác giữa hai điện tích điểm trên là tương tác hút; *Học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật Coulomb: F = k; *Học sinh nhắc lại nguyên lí chồng chất lực điện: Giả sử có n điện tích điểm q1, q2,,qn đổng thời tương tác với điện tích qo các lực điện thì lực điện tổng hợp do n điện tích điểm trên gây ra tuân theo nguyên lí chồng chất lực điện: *Học sinh nắm được phương pháp áp dụng nguyên lí chồng chất lực điện. *Định luật bảo toàn điện tích: *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức; *Học sinh tái hiện lại kiến thức toán học ở lớp 9 để nhắc lại định lý Viet: Nếu phương trình ax2 + bx + c = 0 có hai nghiệm x1, x2 thì: *Học sinh tiếp thu và ghi nhận để áp dụng. Hoạt động 2: Vận dụng nguyên lí chồng chất lực điện để xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Cho hai điện tích điểm q1 = 10-8C và điện tích q2 = -108C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 10cm. Xác định lực tương tác tĩnh điện tổng hợp do q1 và q2 tương tác với điện tích q3 = 2. 10-8C đặt tại điểm C trong hai trường hợp sau: 1. Điểm C thoã mãn điều kiện là tam giác ABC là tam giác đều. 2. Điểm C cách A là 6cm và cách B là 8cm. *Giáo viên phân tích và yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để giải quyết câu 1: + Xác định các lực tương tác tĩnh điện do điện tích q1 và q2 gây ra tại q3 ; C A B; *Giáo viên yêu cầu học sinh viết nguyên lí chồng chất lực điện và xác định vector lực điện tổng hợp lên hình vẽ. *Giáo viên cho học sinh phân tích và xác định phương, chiều và độ lớn của lực điện tổng hợp. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận dạng trường hợp 2; *Giáo viên nhấn mạnh: Trong trường hợp này thì hai lực thành phần vuông góc với nhau nên ta có thể sử dụng định lí Pythagor để xác định độ lớn lực điện tổng hợp. *Vậy trong trường hợp hai lực thành phần hợp với nhau một góc a bất kì thì làm thế nào để giải bài toán trên? *Giáo viên nhấn mạnh khi áp dụng định lí hàm số cosin trong vật lí. *Giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp chiếu hệ thức vector ; *Học sinh chép đề bài tập vào vở. *Học sinh lập luận và xác định các vector lực tương tác tĩnh điện do q1, q2 gây ra tại điện tích q3; + Các vector lực tương tác tĩnh điện do điện tích q1 và q2 gây ra tại q3 có: - Điểm đặt: Tại C; - Phương, chiều: Như hình vẽ; - Độ lớn: *Học sinh viết nguyên lí chồng chất lực điện và biểu diễn vector lực điện tổng hợp lên hình vẽ: *Học sinh phân tích và xác định lực điện tổng hơp có: + Điểm đặt: Tại C; + Phương trùng phương với đường thẳng AB; Chiều từ A đến B; + Độ lớn: F = F1 = F2 = 1,8.10-4Newton *Học sinh nhận dạng bài toán; *Học sinh nắm được phương pháp giải trong trường hợp 2 là trường hợp hai lực thành phần vuông góc với nhau. *Học sinh ghi nhận phương pháp. Hoạt động 3: Vận dụng nguyên lí chồng chất lực điện để xác định trạng thái cân bằng tĩnh điện. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Cho hai điện tích điểm q1 = 10-8C và điện tích q2 = -4. 108C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 10cm. Xác định vị trí điểm C đặt điện tích q3 = 10-8C để điện tích q3 đứng yên. *Giáo viên yêu cầu học sinh xác định các lực tương tác tĩnh điện do q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3; * Giáo viên yêu cầu học sinh xác định điều kiện cân bằng của điện tích điểm q3; * Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm yêu cầu của bài toán từ điều kiện của bài. *Giáo viên tổng quát hoá phương pháp xác định điều kiện cân bằng của điện tích trong trường hợp vật mang điện tích có khối lượng đáng kể, trong trường hợp này ngoài các lực điện thì vật mang điện còn chịu tác dụng của trọng lực. *Học sinh chép đề bài tập vào vở; *Học sinh phân tích điện tích q3 chịu tác dụng của các lực tương tác tĩnh điện do q1 và q2 gây ra; * Điều kiện cân bằng của điện tích q3 là: Hoạt động 3: Vận dụng định luật bảo toàn điện tích. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Hai quả cầu giống hệt nhau, mang điện, đặt cách nhau một đoạn r = 20cm thì hút nhau một lực F1 = 4.10-3N. Sau đó cho chúng tiếp xúc với nhau và lại đưa ra vị trí cũ thì chúng lại đấy nhau một lực là F2 = 2,25.10-3N. Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. *Giáo viên phân tích: + Vì ban đầu hai quả cầu hút nhau nên dấu của hai điện tích như thế nào? + Viết công thức tính độ lớn của lực tương tác tĩnh điện Coulomb có dạng như thế nào? + Khi hai quả cầu tiếp xúc với nhau thì hiện tượng gì xảy ra? + Điện tích hai quả cẩu sau khi tiếp xúc thì dấu của nó như thế nào và độ lớn của chúng liên hệ với điện tích hai quả cầu ban đầu như thế nào? Nó tuân theo quy luật nào? *Làm thế nào ta tính được điện tích ban đầu của hai quả cầu? *Giáo viên hướng dẫn học sinh áp dụng định lý đảo của định lý Viét để tìm độ lớn các điện tích; *Giáo viên lưu ý: Để giải được phương trình trên ta cần: + Biến đổi để luỹ thừa của tích q1.q2 là luỹ thừa n là số chẵn. + Luỹ thừa của tổng q1 + q2 bằng n/2. *Giáo viên hướng dẫn học sinh giải để học sinh khỏi lúng túng. *Giáo viên yêu cầu học sinh giải tiếp trường hợp (2). *Giáo viên nhấn mạnh: Để tìm được giá trị q1và q2 thì: (q1 + q2) ³ 4q1.q2. *Học sinh chép đề vào vở; *Học sinh lập luận: Gọi điện tích tương ứng của hai quả cầu là q1 , q2. Vì ban đầu hai quả cầu hút nhau nên q1q2 < 0; Theo định luật Coulomb: F = k *Khi cho hai điện tích tiếp xúc với nhau thì có sự trao đổi điện tích. Vì hai quả cầu hoàn toàn giống nhau nên sau khi hai điện tích tiếp xúc thì điện tích hai quả cầu bằng nhau và bằng q'. Theo định luật bảo toàn điện tích: 2q' = q1 + q2 Hay q' = Khi đó lực tương tác giữa hai quả cầu sau khi tiếp xúc được xác định: F' = k q1 + q2 = = ± 2.10-7 (C) (2) Từ (1) và (2) và theo định lý Viét ta có được q1 và q2 là nghiệm của phương trình: X2 ± 2.10-7X = 0; *Xét trường hợp (1): X2 - 2.10-7X = 0; Giải phương trình này ta tìm được hai cặp nghiệm: *Xét trường hợp (2): X2 + 2.10-7X = 0; *Học sinh ghi nhận phương pháp và về nhà giải để tìm kết quả. Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép một số bài tập về nhà; Bài 1: Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m=1g bằng những dây có độ dài l = 50cm .khi hai quả cẩu tích điện bằng nhau, cùng dấu, chúng đẩy nhau và cách nhau r = 6cm tính điện tích mỗi quả cầu. Nhúng cả hệ thống vào rượu có = 27.Tính khoảng cách r2 giữa hai quả cầu khi cân bằng .Bỏ qua lực đẩy ảchimede. lấy g = 10 Bài 2: Cho ba điện tích cùng độ lớn q đặt ở ba đỉnh của một tam giác đểu cạnh a trong không khí . Xác định lực tác dụng của hai điện tích lên điện tích thứ ba.Biết điện tích trái dấu với hai điện tích kia . D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY .. .. .. ...... E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG .......... Tiết ppct A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: 2. Kĩ năng: 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên 2. Học sinh C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY .. .. .. ...... E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ..........

    --- Bài cũ hơn ---

  • Giáo Án Môn Vật Lý Lớp 11
  • Bạn Có Biết Vẫn Còn Một Định Luật Moore Thứ 2?
  • Định Luật Moore Sắp Sửa Bị Khai Tử?
  • Định Luật Moore Sắp Đạt Tới Giới Hạn
  • Chương Ii: Bài Tập Định Luật Ôm Cho Toàn Mạch
  • 1. Phát Biểu Và Viết Công Thức Của Định Luật Cu

    --- Bài mới hơn ---

  • Tóm Tắt Công Thức Và Lý Thuyết Chương Điện Tích
  • Bài 4 Công Của Lực Điện
  • Đề Cươnhki De Cuong Vat Li 11 Hk I Nam Hoc 20222017 Doc
  • Điện Thế, Hiệu Điện Thế Là Gì? Công Thức Mối Liên Hệ Giữa Hiệu Điện Thế Và Cường Độ Điện Trường
  • Đáp Án Đề Thi Hk 1
  • Đáp án:

    Giải thích các bước giải:

    1.

    – Định luật Cu lông là Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

    F: Lực tĩnh điện (N).

    q 1 ,q 2: độ lớn của hai điện tích (C).

    r: khoảng cách giữa hai điện tích

    2.

    – Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

    -Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó.

    + Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức điện mà thôi.

    + Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.

    + Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

    + Tuy các đường sức từ là dày đặc nhưng người ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy tắc sau : Số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

    4.

    -Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh và yếu của dòng điện, số lượng điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Dòng điện càng mạnh thì cường độ của dòng điện càng lớn và ngược lại

    Trong đó : E là suất điện động của nguồn

    I là cường độ dòng điện ở mạch nguồn

    r là điện trở của nguồn

    --- Bài cũ hơn ---

  • Tiết 4: Linh Kiện Bán Dẫn
  • Giáo Án Giảng Dạy Môn Vật Lý 11
  • Bài 3 . Điện Trường Dien Truong Doc
  • Trong Công Thức Định Nghĩa Cường Độ Điện Trường Tại Một Điểm E = F/q Thì F Và Q Là Gì?
  • Giáo Án Môn Vật Lý Lớp 11 Bài 4
  • Điện Tích Là Gì? Công Thức Biểu Thức Định Luật Cu Lông Và Bài Tập

    --- Bài mới hơn ---

  • Chương I: Bài Tập Định Luật Culong, Thuyết E
  • Câu Hỏi Trắc Nghiệm Vật Lý 11 Bài 1: Điện Tích Và Định Luật Cu
  • Các Dạng Bài Tập Về Điện Tích
  • Giải Vật Lí 11 Bài 1: Điện Tích. Định Luật Cu Lông
  • Câu Hỏi Trắc Nghiệm Vật Lý Lớp 11: Điện Tích
  • I. Sự nhiễm điện của các vật, Điện tích và Tương tác điện

    * Dựa vào hiện tượng hút các vật nhẹ để kiểm tra xem một vật có nhiễm điện hay không.

    * Các hiện tượng nhiễm điện của vật

    – Nhiễm điện do cọ xát.

    – Nhiễm điện do tiếp xúc

    – Nhiễn điện do hưởng ứng.

    * Ví dụ: khi cọ xát những vật như thanh thuỷ tinh, thanh nhựa, mảnh poli etilen,… vào dạ hoặc lụa thì những vật đó sẽ có thể hút được những vật nhẹ như mẩu giấy, sợi bông vì chúng đã bị nhiễm điện.

    – Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. Điện là một thuộc tính của vật và điện tích là số đo độ lớn của thuộc tính đó.

    – Vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét goin là điện tích điểm.

    * Sự đẩy hay hút nhau giữa các điện tích gọi là sự tương tác điện.

    * Chỉ có hai loại điện tích là điện tích dương (kí hiệu bằng dấu +) và điện tích âm (kí hiệu bằng dấu -).

    * Các điện tích cùng loại (cùng dấu) thì đẩy nhau.

    * Các điện tích khác loại (khác dấu) thì hút nhau.

    II. Định luật Cu-lông, Hằng số điện môi

    – Phát biểu Định luật Cu-lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    – Công thức định luật Cu-lông:

    – Trong đó:

    k là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào hệ đơn vị mà ta dùng. Trong hệ đơn vị SI,

    F: đơn vị Niutơn (N);

    r: đơn vị mét (m);

    q 1 và q 2 các điện tích, đơn vị culông (C).

    2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi

    a) Điện môi là môi trường cách điện.

    b) Thí nghiệm chứng tỏ rằng, khi đặt các điện tích điểm trong một điện môi đồng tính (chẳng hạn trong một chất dầu cách điện) thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi Ɛ lần so với khi đặt chúng trong chân không.

    * ε được gọi là hằng số điện môi của môi trường (ε ≥1).

    * Công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp này là:

    – Đối với chân không thì ε = 1.

    c) Hằng số điện cho biết, khi đặt các điện tích trong một chất cách điện thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.

    III. Bài tập vận dụng lý thuyết điện tích và Định luật Cu-lông.

    – Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.

    – Phát biểu định luật Cu-lông: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    – Lực tương tác giữa các điện tích đặt trong điện môi sẽ nhỏ hơn khi đặt trong chân không vì hằng số điện môi của chân không có giá trị nhỏ nhất (ɛ=1).

    – Hằng số điện môi của một chất cho biết khi đặt các điện tích trong môi trường điện môi đó thì lực tương tác Cu-lông giữa chúng sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.

    A. Tăng lên gấp đôi

    B. Giảm đi một nửa

    C. Giảm đi bốn lần

    D. Không thay đổi

    ¤ Chọn đáp án: D.Không thay đổi

    – Gọi F là lực tương tác giữa hai điện tích q 1, q 2 khi cách nhau khoảng r.

    – F’ là lực tương tác giữa hai điện tích q 1‘=2.q 1, q 2‘=2.q 2 khi cách nhau khoảng r’=2r

    A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau.

    B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau.

    C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau.

    D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau.

    ¤ Chọn đáp án: chúng tôi quả cầu nhỏ đặt xa nhau.

    – Vì định luật Cu-lông chỉ xét cho các điện tích điểm (có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng) nên hai quả cầu có kích thước nhỏ lại đặt xa nhau có thể coi là điện tích điểm.

    ¤ Ta có bảng so sánh định luật vạn vật hấp dẫn và định luật cu-lông như sau:

    – Chỉ xét cho các vật hay điện tích được coi là chất điểm hay điện tích điểm (có kích thước nhỏ)

    – Lực tương tác tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

    – Tỉ lệ thuận với tích khối lượng 2 vật.

    – Là lực cơ học

    – Lực hấp dẫn không đổi khi môi trường xung quanh 2 vật thay đổi.

    – Tỉ lệ thuận với tích độ lớn 2 điện tích.

    – Là lực điện

    – Lực tương tác thay đổi khi đặt trong môi trường điện môi khác nhau.

    * Bài 8 trang 10 SGK Vật Lý 11: Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách xa nhau 10 cm trong không khí thì tác dụng lên nhau một lực 9.10-3 N. Xác định điện tích của quả cầu đó.

    – Khoảng cách: r = 10 cm = 0,1 m

    – Môi trường là không khí nên hằng số điện môi: ε ≈ 1

    – Lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu là:

    ⇒ Điện tích của mỗi quả cầu là:

    – Kết luận: q = 10 7 (C) hoặc q = -10-7 (C).

    --- Bài cũ hơn ---

  • Chương Iv: Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng, Cơ Năng Của Trường Lực Thế
  • Giáo Án Vật Lý Lớp 10: Bài Tập Cơ Năng
  • Chuyên Đề Con Lắc Đơn
  • Giả Thuyết Bernoulli Là Gì? Phép Thử Bernoulli Và Ứng Dụng Vào Xác Suất Thống Kê
  • Phương Trình Bernoulli Cho Chất Lỏng Lý Tưởng
  • Hiện Tượng Phóng Xạ, Biểu Thức Định Luật Phóng Xạ, Công Thức Tính Chu Kỳ Bán Rã

    --- Bài mới hơn ---

  • 10 Ví Dụ Về Định Luật Đầu Tiên Của Newton Trong Đời Thực / Khoa Học
  • Giáo Án Vật Lý 12 Nâng Cao
  • Tuyển Tập Nhận Định Môn Công Pháp Quốc Tế
  • Nhận Định Về Một Số Quy Định Của Luật Biển Việt Nam Năm 2012
  • Đề Thi Môn Luật Biển
  • Năm 1896 Béc-cơ-ren (Becquerel) tìm ra hiện tượng muối urani phát ra những tia có thể tác dụng lên kính ảnh và chứng minh được rằng đó không phải là hiện tượng phát tia Rơn-ghen hay hiện tượng lân quang. Ông đặt tên hiện tượng này là Phóng xạ. Trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu hiện tượng phóng xạ xảy ra như thế nào? nó chứng minh điều gì? Định luật phóng xạ phát biểu ra sao, Công thức tính Định luật phóng xạ và Chu kỳ bán rã được viết thế nào?

    Từ phát hiện phóng xạ của Béc-cơ-ren, hai ông bà Pi-e Quy-ri (Curie) và Ma-ri Quy-ri lại tìm thêm được hai chất phóng xạ là pôlôni và rađi, trong đó rađi có tính phóng xạ mạnh hơn nhiều so với urani, sau đó người ta tìm ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo.

    – Định nghĩa: Phóng xạ là quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân rã này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân rã gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con.

    – Phản ứng phóng xạ α:

    – Tia là dòng hạt nhân chuyển động với tốc độ 20000 km/s. Quãng đường đi được của tia α trong không khí chừng vài xentimét và trong vật rắn chừng vài micromét.

    – Phản ứng phóng xạ β :

    – Phóng xạ β là quá trình phát ra tia β . Tia β là dòng các electron ()

    – Phản ứng phóng xạ β+:

    – Phóng xạ β+ là quá trình phát ra tia β+. Tia β+ là dòng các pôzitron (). Pô zitron có điện tích +e và khối lượng bằng khói lượng electron. Nó là phản hạt của electron.

    – Các hạt và chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng, tạo thành các tia β và β+. Các tia này có thể truyền được vài mét trong không khí và vài milimét trong kim loại.

    – Một số hạt nhân con sau quá trình phóng xạ α hay β+, β được tạo ra ở trạng thái kích thích chuyển về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ γ, gọi là tia γ.

    – Các tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài xentimét trong chì.

    – Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.

    – Có tính tự phát và không điều khiển được (không phụ thuộc nhiệt độ, áp suất,…)

    – Là một quá trình ngẫu nhiên (không có thời gian phân rã xác định).

    Phát biểu định luật phóng xạ: Đặc trưng cho mỗi chất phóng xạ là thời gian T, gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau khoảng thời gian 1 chu kỳ bán rã T thì một nửa lượng chất phóng xạ đã bị phân rã biến thành chất khác.

    Với là hằng số phóng xạ;

    Suy ra số hạt nhân phân rã:

    Định nghĩa: Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%).

    Công thức chu kỳ bán rã T:

    Bảng chu kỳ bán rã của một số chất phóng xạ

    III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo

    – Ngoài các đồng vị phóng xạ có sẵn trong tự nhiên, người ta cũng chế tạo được nhiều đồng vị phóng xạ, gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo.

    – Người ta tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố X bình thường không phải là chất phóng xạ theo sơ đồ tổng quát sau :

    – là đồng vị phóng xạ của X. Khi trộn lẫn với các hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân phóng xạ được gọi là các nguyên tử đánh dấu, cho phép ta khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X.

    – Phương pháp nguyên tử đánh dấu có nhiều ứng dụng quan trọng trong sinh học, hóa học, y học,… Trong y học người ta đưa các đồng vị khác nhau vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của nguyên tố nhất định trong cơ thể người để theo dõi tình trạng bệnh lý.

    – là một đồng vị phóng xạ β , chu kì bán rã 5730 năm. Tỉ lệ C trong cácbon điôxít CO 2 của khí quyển là 10-6%.

    – Bằng cách so sánh độ phóng xạ của mẫu cây tươi và mẫu cây đã chết cùng loại và cùng khối lượng ta có thể xác định được thời gian từ lúc cây ấy chết cho đến nay. Điều này được ứng dụng trong ngành khảo cổ học để xác định niên đại của các cổ vật.

    – Đơn vị của độ phóng xạ là becơren (Bq) và curi (Ci): 1Bq = 1 phân rã/s.

    IV. Bài tập vận dụng định luật phóng xạ và chu kỳ bán rã

    * Bài 1 trang 194 SGK Vật Lý 12: Một hạt nhân phóng xạ α, β-, β+, γ hãy hoàn chỉnh bảng sau:

    – Ta có bảng sau:

    * Bài 2 trang 194 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng. Quá trình phóng xạ hạt nhân.

    A. thu năng lượng

    B. tỏa năng lượng

    C. không thu, không tỏa năng lượng

    D. có trường hợp thu, có trường hợp tỏa năng lượng.

    ◊ Chọn đáp án: B. tỏa năng lượng

    – Quá trình phóng xạ hạt nhân tỏa năng lượng. Trong phản ứng toả năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. Các hiện tượng: phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch luôn là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

    * Bài 3 trang 194 SGK Vật Lý 12: Trong số các tia: α, β , β+, γ tia nào đâm xuyên mạnh nhất? Tia nào đâm xuyên yếu nhất?

    – Khả năng đâm xuyên tia γ là mạnh nhất vì bước sóng ngắn nhất, năng lượng lớn nhất.

    – Khả năng đâm xuyên tia α là yếu nhất vì bước sóng dài nhất, năng lượng nhỏ nhất.

    * Bài 4 trang 194 SGK Vật Lý 12: Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân?

    A. Phóng xạ α B. Phóng xạ β

    C. Phóng xạ β+ D. Phóng xạ γ

    ◊ Chọn đáp án: D. Phóng xạ γ

    a) Phóng xạ α:

    – Hạt nhân con ở vị trí lùi hai ô so với hạt nhân mẹ

    b) Phóng xạ β :

    – Hạt nhân con ở vị trí tiến một ô so với hạt nhân mẹ

    – Hạt nhân con ở vị trí lùi một ô so với hạt nhân mẹ

    d) Phóng xạ γ

    – Tia γ có bản chất là sóng điện từ nên không có sự biến đổi hạt nhân.

    * Bài 5 trang 194 SGK Vật Lý 12: Hãy chọn câu đúng. Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt phân hủy giảm đi vào thời gian t theo quy luật

    ◊ Chọn đáp án: D.e-λt

    – Số lượng hạt nhân giảm theo hàm mũ:

    --- Bài cũ hơn ---

  • Chương Vii: Phóng Xạ Là Gì? Định Luật Phóng Xạ Hạt Nhân
  • Quy Luật 80/20 Pareto: Nhận Biết Điều Quan Trọng Để Tiết Kiệm Thời Gian
  • Áp Suất Là Gì? Các Quan Trọng Cần Biết Về Áp Suất
  • Sơ Đồ Nguyên Lý Máy Ép Thủy Lực
  • Bai 2: Dien Tro Cua Day Dan
  • Trong Các Biểu Thức Sau Biểu Thức Nào Là Biểu Thức Số Học?

    --- Bài mới hơn ---

  • Biểu Thức Logic Được Sử Dụng Trong Các Trường Hợp Nào ?
  • Dạng Bài Tập Tìm Giá Trị Của Biến Để Biểu Thức Có Giá Trị Nguyên Cực Hay
  • Giải Bài Tập Tin Học 11
  • Chương Iv. §1. Khái Niệm Về Biểu Thức Đại Số
  • Bệnh Parkinson Có Chữa Được Không? Khám Và Điều Trị Ở Đâu Tốt?
  • Chủ đề :

    Môn học:

    Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng

    CÂU HỎI KHÁC

    • Những công việc thường gặp khi xử lí thông tin của một tổ chức là gì?
    • Vì sao cần tạo liên kết giữa các bảng ?
    • Chức năng sắp xếp, tìm kiếm và kết xuất dữ liệu xác định từ một hoặc nhiều bảng” là chức năng của đối tượng nào sau đây?
    • Phát biểu: Một hệ Quản trị CSDL cung cấp môi trường cho người dùng khai báo kiểu dữ liệu, các cấu trúc dữ liệu thể hiện thông tin và các ràng buộc dữ liệu ” đó là phát biểu của chức năng nào sau đây?
    • Khi chọn kiểu dữ liệu cho trường Ngày sinh nên chọn loại nào ?
    • Chọn kiểu dữ liệu nào cho truờng điểm Toán, Lý, Tin,…?
    • Phần mềm Microsoft Access là…………………………. (A)……………nằm trong bộ phần mềm Microsoft Office của hãng Microsoft dành cho máy tính cá nhân và máy tính chạy trong mạng cục bộ. Điền vào chỗ trống (A) từ ngữ thích hợp?
    • Một hàng của bảng gồm dữ liệu về các thuộc tính của chủ thể được quản lí gọi là gì?
    • Dữ liệu kiểu văn bản gồm các kí tự trong Access là gì?
    • Để chỉ định khóa chính ta thực hiện thao tác nào?
    • Bảng DIEM gồm có các trường : SBD, HOTEN, TOAN, LI, HOA.Muốn tạo thêm một mẫu hỏi chứa các trường của bảng DIEM và có thêm trường TB, ta xây dựng biểu thức để tính điểm trung bình (TB) ra sao?
    • Tệp CSDL cuả Access có phần mở rộng là gì?
    • Chữ Tiếng Anh của thuật sĩ là gì ?
    • Thao tác đầu tiên để tạo liên kết cho các bảng là gì?
    • Khi xây dựng công thức trong loại đối tượng mẫu hỏi, hằng văn bản được viết như thế nào?
    • Trong các hàm sau đây, hàm nào chỉ thực hiện trên các trường kiểu số nào sau đây?
    • Trong các biểu thức sau biểu thức nào là biểu thức số học?
    • Khi đang mở cửa sổ Relationship, để chỉnh sửa/xóa một liên kết giữa hai bảng, thực hiện những thao tác nào?
    • Cơ sở dữ liệu (CSDL) là gì?
    • Trong của sổ CSDL đang làm việc, để tạo mẫu hỏi bằng cách tự thiết kế, thao tác thực hiện lệnh nào sau đây là đây là đúng?
    • Những người có nhiệm vụ xây dựng các chương trình ứng dụng là những người nào ?
    • Hệ quản trị CSDL là gì?
    • Để tạo mẫu hỏi, trong của sổ CSDL đang làm việc, nháy vào nhãn nào là đúng ?
    • Biểu mẫu là một đối tượng trong Access dùng để thực hiện công việc chủ yếu nào ?
    • Bảng đã được hiển thị ở chế độ trang dữ liệu, muốn lọc những bản ghi theo ô dữ liệu đang chọn, thao tác thực hiện lệnh nào sau đây là đúng?
    • Phát biểu nào sai trong các phát biểu sau đây?
    • Sau khi nhập dữ liệu vào bảng, phát hiện ra người nhập gõ nhầm chữ NG thành GN.Làm cách nào tốt nhất để có thể chỉnh sửa được lỗi này ?
    • Thuật ngữ Data Type dùng để làm gì?
    • Đặc điểm nào sau đây không có ở biểu mẫu ?
    • Thao tác nào sau đây không là cập nhật dữ liệu ?
    • Muốn xoá liên kết giữa hai bảng, trong cửa sổ Relationships ta thực hiện những thao tác nào?
    • Biểu thức logic được sử dụng trong các trường hợp nào ?
    • Phép toán số học trong mẫu hỏi là gì?
    • Nháy nút X để đóng cửa sổ Relationship. Nháy Yes để lưu lại liên kết, đúng hay sai ?
    • Trong một công ty có hệ thống mạng nội bộ để sử dụng chung CSDL, nếu em được giao quyền tổ chức nhân sự, em có quuyết định phân công một nhân viên đảm trách cả 03 vai trò: là người Quản trị CSDL, vừa là nguời lập trình ứng dụng, vừa là người dùng không?
    • Nếu thêm nhầm một bảng làm dữ liệu nguồn trong khi tạo mẫu hỏi, để bỏ bảng đó khỏi chế độ thiết kế, ta thực hiện những bước nào?

    --- Bài cũ hơn ---

  • Công Suất Tiêu Thụ Của Mạch Điện Xoay Chiều, Công Thức Tính Hệ Số Công Suất Và Bài Tập
  • Tính Giá Trị Biểu Thức Thật Dễ Dàng
  • Tổng Hợp Các Công Thức Tích Phân Và Dạng Bài Tập Liên Quan
  • Phương Thức Biểu Đạt Là Gì? Cách Phân Loại Các Phương Thức Biểu Đạt
  • Phương Thức Biểu Đạt Là Gì? Các Phương Thức Biểu Đạt Trong Văn Bản
  • Lý Thuyết Và Phương Pháp Giải Các Dạng Bài Tập Điện Tích. Định Luật Coulomb

    --- Bài mới hơn ---

  • Cùng Tìm Hiểu Về Các Ứng Dụng Của Môn Vật Lí Trong Đời Sống
  • Giải Vật Lí 10 Bài 12: Lực Đàn Hồi Của Lò Xo
  • Kiểm Tra Học Kì I Môn: Sinh Học
  • Đề Kiểm Tra 1 Tiết
  • Câu Hỏi Trắc Nghiệm: Di Truyền Học Quần Thể (Phần 4)
  • 1. Có hai loại điện tích: Điện tích âm (-) và điện tích dương (+)

    + Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau;

    + Hai điện tích trái dấu: Hút nhau;

    Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q 1; q 2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là có:

    – Điểm đặt: trên 2 điện tích.

    – Phương: đường nối 2 điện tích.

    – Độ lớn: ;Trong đó: k = 9.10 9Nm 2C-2; e là hằng số điện môi của môi trường

    4. Nguyên lý chồng chất lực điện: Giả sử có n điện tích điểm q 1, q 2,….,q n tác dụng lên điện tích điểm q những lực tương tác tĩnh điện thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo nguyên lý chồng chất lực điện.

    Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

    Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

    Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa

    B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

    : Xác định lực tương tác giữa 2 điện tích và các đại lượng trong công thức định luật Cu – lông.

    Phương pháp : Áp dụng định luật Cu – lông.

    – Phương , chiều , điểm đặt của lực ( như hình vẽ)

    – Độ lớn : F =

    – Chiều của lực dựa vào dấu của hai điện tích : hai điện tích cùng dấu : lực đẩy ; hai điện tích trái dấu : lực hút

    Phương pháp : Dùng nguyên lý chồng chất lực điện.

    – Lực tương tác của nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm lên một điện tích điểm khác :

    – Biểu diễn các các lực bằng các vecto , gốc tại điểm ta xét .

    -Vẽ các véc tơ hợp lực theo quy tắc hình bình hành .

    – Tính độ lớn của lực tổng hợp dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin.

    *Các trường hợp đăc biệt:

    a. Tính lực tương tác giữa chúng.

    b. Để lực này tăng lên 4 lần thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu.

    c. Đưa hệ này vào nước có thì lực tương tác giống câu a. Tìm khoảng cách giữa hai điện tích lúc này.

    Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không cách nhau một khoảng r 1 = 2 cm. Lực tương tác giữa chúng là 1,6.10-4 N.

    a) Tìm độ lớn hai điện tích đó?

    b) Khoảng cách r 2 giữa chúng là bao nhiêu để lực tác dụng giữa chúng là 2,5.10-4 N?

    Hai điện tích điểm q 1 = -10-7 C và q 2 = 5.10-8 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 5 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 0 = 2.10-8 C đặt tại điểm C sao cho CA = 3 cm, CB = 4 cm.

    Hai điện tích q 1 = 8.10-8 C và q 2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 6 cm. Xác định lực điện tác dụng lên q 3 = 8.10-8 C đặt tại C nếu :

    a) CA = 4 cm và CB = 2 cm.

    b) CA = 4 cm và CB = 10 cm.

    c) C nằm trên trung trực AB và F = 2F1.cosα = 2.F1. = 27,65.10-3 N

    Bài 5 : Hai điện tích cách nhau 30cm trong chân không thì tương tác nhau bằng một lực có độ lớn F. nếu nhúng chúng vào trong rượu (không đổi khoảng cách) thì lực tương tác giảm đi 27 lần.

    a) xác định hằng số điện môi của rượu

    b) Phải giảm khoảng cách của chúng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn như trong chân không.

    Hai quả cầu nhỏ được tích điện bằng nhau nhưng trái dấu nhau đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4cm trong chân không. Lực hút giữa chúng là 8,1.10-4 N.

    a. Tính độ lớn điện tích mỗi quả cầu

    b. Cho hai quả cầu vào môi trường có =4. Muốn lực hút giữa chúng không thay đổi thì khoảng cách giữa hai quả cầu trong trường hợp này là bao nhiêu ?

    c. Giả sử hai quả cầu đặt trong môi trường có hằng số điện môi là ‘ . Khoảng cách vẫn là 4cm và lực hút là 2,7.10-4N. Hãy tính hằng số điện môi ‘ .

    d. Cho hai quả câu chạm vào nhau rồi tách ra xa. Tính điện tích mỗi quả cầu sau khi tách ra.

    Bài 7: Ba điện tích q 1 = q 2 = q 3 = 1,6.10-19C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều với cạnh 16cm. Xác định véctơ lực tác dụng lên q 3?.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Đề Cương Ôn Tập Hk2 Lớp 10
  • Bài 2: Thuyết Electron. Định Luật Bảo Toàn Điện Tích
  • Phân Loại Bài Tập Bảo Toàn Động Lượng
  • Giáo Án Lý 8 Kỳ Ii
  • Một Số Bài Tập Vận Dụng Định Luật Bảo Toàn Electron
  • Web hay
  • Links hay
  • Push
  • Chủ đề top 10
  • Chủ đề top 20
  • Chủ đề top 30
  • Chủ đề top 40
  • Chủ đề top 50
  • Chủ đề top 60
  • Chủ đề top 70
  • Chủ đề top 80
  • Chủ đề top 90
  • Chủ đề top 100
  • Bài viết top 10
  • Bài viết top 20
  • Bài viết top 30
  • Bài viết top 40
  • Bài viết top 50
  • Bài viết top 60
  • Bài viết top 70
  • Bài viết top 80
  • Bài viết top 90
  • Bài viết top 100