Giáo trình Vật lý đại cương (Dành cho sinh viên ngành Y - Dược): Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn giáo trình "Vật lý đại cương" trình bày các nội dung: Các nguyên lý nhiệt động lực học, chất lỏng, tĩnh điện, dòng điện không đổi, từ trường dòng điện không đổi, cảm ứng điện từ, dao động điện từ - Sóng điện từ, cơ sở của quang hình học - dụng cụ quang học... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật lý đại cương (Dành cho sinh viên ngành Y - Dược): Phần 2 Chuong 2 DONG DIEN KHONG DOI ■ 1 . Nhufng khai niem md dau 1.1. Dinh nghla dong dien Trong moi truong dan dien cac dien tich tu do luon luon chuyen dong h6n loan. Dudi tac dung cua dien trudng ngoai cac dien tich tu do do se chuydn dong co huong: dien tfch duong chuyein dong cung chieu dien trudng, dien tfch am chuyen dong nguoc chieu dien trudng. Ddng cac hat dien tich chuyen dong cd huong dudi tac dung ciia dien trudng goi la ddng dien. Theo quy udc, chieu cua ddng dien la chieu chuyen ddi cua cac hat dien tich duong hay la nguoc chieu vdi chidu chuyen dong cua cac hat dien tich am. 1.2. Ban chat dong dien trong cac moi trudng Ban chat ddng dien trong cac mdi trudng khac nhau cung khac nhau (hinh 2.1). Thuc vay nhu ta da biet trong kim loai, cac nguyen tu lien ket chat che vdi nhau tao thanh mang tinh the kim loai. Cac ion duong chi dao dong xung quanh nut mang, ddng cac dien tu tu do (electron tu do) chuyen dong hdn loan trong khdng gian giua cac nut mang. Dudi tac dung cua dien trudng, chfnh cac dien tu tir do nay chuy6n dong tao ra ddng dien (hinh 2.1a) E E © -> ©- Hinh 2.1 Trai lai, trong chat dien phan khi chua co dien trudng ngoai, cac phan tir chat dien phan do tuong tac vdi nhau da tu phan ly thanh ion duong, ion a m . Dudi 107 tac dung cua dien trudng cac ion nay chuyen dong tao ra ddng dien (hinh 2.1.b). Khoi luong m cua chat dupe giai phong ra d dien cuc binh dien phan dupe tmh theo cdng thuc: m(g) = -1. —.It / * Ai F n trong do: F la mot hdng so goi la so Faraday: F = 96500C/mol, A la khoi lupng mol nguyen tir cua chat thu dupe d dien cuc. Ddi vdi chat khf d trang thai binh thudng, cac phan tir khf hau nhu deu a trang thai trung hoa ve dien. Tuy nhien, khi cd kfch thfch ben ngoai, cac phan tir khf cd the giai phdng dien tir thanh ion duong. Cac dien tir dupe giai phdng, mot so d trang thai tu do, mot sd ket hop vdi nguyen tir trung hoa khac thanh ion am. Khi cd dien trudng ngoai ca ion duong, ion am, dien tir deu chuydn dong tao ra ddng dien (hinh 2.1 .c). Chan khdng von khdng cd hat mang dien. No chi ddn dupe dien khi dua electron vao. Ddng dien trong chan khdng la ddng chuyen ddi cd hudng ciia cac electron but ra tir catot bi nung nong do tac dung ciia dien trudng. Dac diem cua ddng dien trong chan khdng la no chi chay theo mot chieu nhat dinh tir anot sang catot. Ddng dien trong ban ddn la ddng dich chuyen cd hudng ciia cac electron tu do va Id trong dudi tac dung ciia dien trudng. Tuy theo tap chat pha vao ban ddn tinh khiet ma ban ddn thuoc mot trong hai loai la ban ddn loai n va ban ddn loai p. Ddng dien trong ban ddn loai n chii yeu la ddng electron, con trong ban ddn loai p chu yeu la ddng cac Id trong. 1.3. Tac dung cua dong dien Tuy cd ban chat khac nhau nhung ddng dien bao gid cung cd tac dung dac trung giong nhau nhu tac dung nhiet, tac dung tir, tac dung sinh ly, tac dung co hoc.... Cac tac dung nay dupe ung dung nhieu trong y hoc. 2 . INh urng dai luong dac trurng cua dong dien I 2.1. Cudng do ddng dien Xet mot dien tfch S bat ky n&m trong mdi trudng cd ddng dien cha\ qua (hinh 2.2). Theo dinh nghla: Cudng do ddng dien qua dien tich S la dai luong cd tri so bang dien luong chuyen qua dien tich dy trong mot don vi thdi gian. 108 (1) 1 dt Tir do suy ra dien lupng q di qua dien tfch S trong thoi gian t se la: t t q= Jdq= Ji.dt (2) 0 0 Neu i co phuang, chieu, do lan khong d6i theo thai gian thi dong dien do dupe goi la dong dien khong doi tir (2) neu i = I = const, ta co: t q= Ji.dt=I.t (3) Hinh 2.2 o Trong he SI, dan vi cuang do dong dien la Ampe (A), dan vi dien tfch q la Culong (C). Ngoai ra trong thuc te con dung: Kilo Ampe: lkA = 10? A Mili Ampe: 1mA = 10'3 A Micro Ampe: 1 fj. A = 10‘r,A 2.2. Vecta m at do dong dien Cuong do dong dien chi dac trung cho do manh yeu cua dong dien qua mot dien tfch nao do, chua dac trung cho do manh yeu cua dong dien tai tung diem trong moi truang. ngoai ra cuang do dong dien con chua cho ta biet phuang, chieu cac dong dien. Vi vay, ngoai cudng do dong dien, ngudi ta con dung mot dai lupng vat ly khac de dac trung cho dong dien do la vecta mat do dong dien. 2.2.1. Dinh nghia Vecto’ mat do ddng dien j tai mot diem M trong moi trudng co ddng dien la mot vecto cd goc tai M, cd phuong chieu la phuong chieu ciia dien tich duong chuyen ddng qua diem dd, cd do ldn bang cudng do ddng dien qua mdt don vi dien tich dat vuong goc vdi phuong chuyen dong dy. (hinh 2.3) Ve do Ion, ta co: Hinh 2.3 109 dl (4) J dS„ Tir (4) ta suy ra cuang do dong dien qua dien tich vuong goc Sn la: 1 Jdl=Jj.d.S„ ...