Vật lí 12 Bài 22: Sóng điện từ

[Rau muống xào]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

BÀI 22. SÓNG ĐIỆN TỪ​

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM​

1. Sóng điện từ​

+ Định nghĩa sóng điện từ: là điện từ trường biến thiên lan truyền trong không gian.

​

+ Các đặc điểm và tính chất của sóng điện từ:

• Sóng điện từ lan truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền được trong cả chân không. Tốc độ sóng điện từ phụ thuộc vào môi trường truyền sóng; trong chân không, không khí là [imath]c = 3.10^8 m/s[/imath] (tốc độ lớn nhất con người có thể đạt được), trong các môi trường khác, tốc độ nhỏ hơn [imath]c.[/imath]
• Sóng điện từ là sóng ngang vì [imath]\overrightarrow{E}\bot \overrightarrow{B} \bot \overrightarrow{v}[/imath]. Hai thành phần của sóng điện từ là điện trường [imath]\overrightarrow{v}[/imath] và từ trường [imath]\overrightarrow{B}[/imath] luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha.
• Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
• Sóng điện từ mang năng lượng, nhờ đó khi sóng điện từ truyền đến anten sẽ làm cho các êlectron tự do trong anten dao động.
• Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là các sóng vô tuyến. Người ta chia các sóng vô tuyền thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài.

2. Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển.​

Loại sóng​	Bước sóng​	Đặc điểm​	Ứng dụng​
Sóng dài	[imath]\lambda \geq 1000m[/imath]	+ Có năng lượng thấp. + Bị các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh nhưng ít bị nước hấp thụ.	Dùng trong thông tin liên lạc dưới nước.
Sóng trung	[imath]\lambda=100 :1000m[/imath]	+ Ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa được. + Ban đêm bị tầng điện li phản xạ nên truyền đi xa được.	Dùng trong thông tin liên lạc vào ban đêm
Sóng ngắn	[imath]\lambda = 10:100m[/imath]	+ Có năng lượng lớn. + Bị phản xạ nhiều lần giữa tầng điện li và mặt đất.	Dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất.
Sóng cực ngắn	[imath]\lambda=1:10m[/imath]	+ Có năng lượng rất lớn. + Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ. + Có thể xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ.	Dùng trong thông tin liên lạc trong vũ trụ.

II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA​

Câu C1 (trang 112 SGK Vật lí 12):​

Sóng điện từ và điện từ trường có gì khác nhau?
Trả lời:
Sóng điện từ và điện từ trường không có gì khác nhau. Sóng điện từ chính là điện từ trường lan truyền trong không gian.

Câu C2 (trang 112 SGK Vật lí 12):​

Viết công thức liên hệ giữa bước sóng điện từ [imath](\lambda)[/imath] với tần số sóng [imath](f)[/imath]
Trả lời:
Trong chân không, công thức liên hệ giữa bước sóng và tần số sóng là: [imath]\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3.10^8}{f}[/imath]

Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP

 

[Rau muống xào]

Giải bài tập SGK​

Bài 1:​

Sóng điện từ là gì? Nêu những đặc điểm của sóng điện từ.
Lời giải:
+ Sóng điện từ là điện từ trường biến thiên lan truyền trong không gian.
+ Các đặc điểm và tính chất của sóng điện từ:

• Sóng điện từ lan truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền được trong cả chân không. Tốc độ sóng điện từ phụ thuộc vào môi trường truyền sóng; trong chân không, không khí là [imath]c = 3.10^8 m/s[/imath] (tốc độ lớn nhất con người có thể đạt được), trong các môi trường khác, tốc độ nhỏ hơn [imath]c.[/imath]
• Sóng điện từ là sóng ngang vì [imath]\overrightarrow{E}\bot \overrightarrow{B} \bot \overrightarrow{v}[/imath]. Hai thành phần của sóng điện từ là điện trường [imath]\overrightarrow{v}[/imath] và từ trường [imath]\overrightarrow{B}[/imath] luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha.
• Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
• Sóng điện từ mang năng lượng, nhờ đó khi sóng điện từ truyền đến anten sẽ làm cho các êlectron tự do trong anten dao động.
• Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là các sóng vô tuyến. Người ta chia các sóng vô tuyền thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài.

Bài 2:​

Nêu những đặc điểm của sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển.
Lời giải:
+ Sóng vô tuyến bị không khí hấp thụ. Chỉ có những sóng điện từ có bước sóng nằm trong một số vùng tương đối hẹp là không bị không khí hấp thụ. Các vùng đó gọi là các dải sóng vô tuyến.
+ Các sóng điện từ có bước sóng ngắn thì phản xạ tốt ở tầng điện li và mặt đất. Nhờ sự phản xạ liên tiếp giữa tầng điện li và mặt đất nên sóng điện từ có thể truyền đi rất xa.

Bài 3 :​

Hãy chọn câu đúng.
Nhiều khi ngồi trong nhà không thể dùng được điện thoại di động vì không có sóng. Nhà đó chắc chắn phải là
A. nhà sàn.
B. nhà lá.
C. nhà gạch.
D. nhà bê tông.
Lời giải: Chọn D.

Trong nhà không có sóng điện thoại, chứng tỏ sóng điện từ đã bị phản xạ bởi các bức tường ngăn. Vậy tường nhà phải là bê tông.

Bài 4:​

Sóng điện từ có tần số [imath]12 MHz[/imath] thuộc loại sóng nào dưới đây?
A. Sóng dài.
B. Sóng trung.
C. Sóng ngắn.
D. Sóng cực ngắn.

Lời giải: Chọn C.
Ta có: bước sóng [imath]\lambda =\dfrac{c}{f}=\dfrac{3.10^8}{12.10^6}=25m[/imath]
[imath]\Rightarrow \lambda = 10÷ 100 m[/imath] nên sóng điện từ có tần số 12 MHz là sóng ngắn.

Bài 5:​

Trong các hình sau, hình nào diễn tả đúng phương và chiều của cường độ điện trường [imath]\overrightarrow{E}[/imath], cảm ứng từ [imath]\overrightarrow{B}[/imath] và tốc độ truyền sóng [imath]\overrightarrow{v}[/imath] của một sóng điện từ?

A. Hình a.
B. Hình b.
C. Hình c.
D. Hình d.
Lời giải: Chọn C.
Xác định theo quy tắc đinh ốc: [imath]\overrightarrow{E}\bot \overrightarrow{B} \bot \overrightarrow{v}[/imath]. (theo đúng thứ tự hợp thành tam diện thuận). Khi quay từ [imath]\overrightarrow{E}[/imath] sang [imath]\overrightarrow{B}[/imath] thì chiều tiến của đinh ốc là chiều của [imath]\overrightarrow{v}[/imath]

Bài 6:​

Tính tần số của các sóng ngắn có bước sóng [imath]25 m, 31 m,41 m[/imath]. Biết tốc độ truyền sóng điện tử là [imath]3.10^8 m/s.[/imath]
Ta có: [imath]\lambda=\dfrac{c}{f}\Rightarrow f=\dfrac{c}{\lambda}[/imath]
Thay lần lượt các giá trị bước sóng:
[imath]\lambda =21 m\Rightarrow f=12MHz[/imath]
[imath]\lambda = 3m\Rightarrow f=9,68MHz[/imath]
[imath]\lambda =41m\Rightarrow f=7,32MHz[/imath]


Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP

 

[Rau muống xào]

Giải bài tập sách bài tập​

​

Câu 22.1:
Sóng điện từ truyền được trong chân không, còn sóng cơ không truyền được trong chân không
Chọn [imath]D[/imath]

Câu 22.2:
Tại mỗi điểm trên phương truyền của sóng điện từ thì dao động của cường độ điện trường [imath]\overrightarrow{E}[/imath] đồng pha với dao động của cảm ứng từ [imath]\overrightarrow{B}[/imath]
Chọn [imath]D[/imath]

Câu 22.3:
Sóng ngắn vô tuyến có bước sóng vào cỡ vài chục mét.
Chọn [imath]C[/imath]

Câu 22.4:
Sóng ngắn có bước sóng cỡ vài chục mét
[imath]\Rightarrow[/imath] Sóng có bước sóng [imath]21m[/imath] thuộc sóng ngắn
Chọn [imath]C[/imath]

Câu 22.5:
Các chấn tử trong anten thu vô tuyến lại phải đặt song song với mặt đất vì vectơ cường độ điện trường trong sóng tới nằm song song với mặt đất.
Chọn [imath]A[/imath]

Câu 22.6:
Một máy hàn hồ quang hoạt động ở gần nhà bạn làm cho tivi trong nhà bạn bị nhiễu là vì hồ quang điện phát ra sóng điện từ lan tới anten của tivi.
Chọn [imath]C[/imath]

Câu 22.7:
Sóng điện từ truyền từ Hà Nội đến TP. Hồ Chí Minh không thể là sóng truyền thẳng từ Hà Nội đến TP. Hồ Chí Minh được mà là sóng phản xạ.
Chọn [imath]A[/imath]

Câu 22.8:
Thời gian kéo dài của một lần phóng điện giữa hai đám mây là [imath]t[/imath]
Thời gian kéo dài của tiếng xoèn xoẹt trong máy thu thanh là [imath]t'[/imath]
Ta có [imath]t'>t[/imath]
Chọn [imath]C[/imath]

Câu 22.9:
Sóng vô tuyến là sóng ngắn
Ta có: [imath]f=\dfrac{c}{\lambda}=9,67.10^6 m/s[/imath]

Câu 22.10:
Ta có: [imath]\lambda=\dfrac{c}{f}=30m[/imath]
Tại [imath]O: \ E = {E_0}\cos 2\pi ft \\\Rightarrow E = 200\cos ({2.10^7}\pi t)(V/m)[/imath]
[imath]\Rightarrow B = {B_0}\cos 2\pi ft \\\Rightarrow B = 2.10^{-4}\cos ({2.10^7}\pi t)(V/m)[/imath]
Dao động của điện trường và cảm ứng từ tại một điểm:
[imath]E = {E_0}\cos \left(2\pi ft - \dfrac{{2\pi y}}{\lambda }\right) \\\Rightarrow E = 200\cos \left({2.10^7}\pi t - \dfrac{{2\pi y}}{{30}}\right)(V/m)[/imath]
[imath]B = {B_0}\cos \left(2\pi ft - \dfrac{{2\pi y}}{\lambda }\right) \\\Rightarrow B = {2.10^{ - 4}}\cos \left({2.10^7}\pi t - \dfrac{{2\pi y}}{{30}}\right)(T)[/imath]

Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP