Sóng điện từ Vật lý 12
1. Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ là một điện từ trường biến thiên (hay một dao động điện từ) lan truyền trong không gian.
Sóng điện từ là một trường điện từ biến thiên.
2. Tóm tắt lí thuyết về sóng điện từ, ta cần chú ý trọng tâm sau
+ Sóng điện từ truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền trong cả chân không.
+ Hai thành phần của sóng điện từ là vectơ E→ (điện trường biến thiên) và vectơ B → (từ trường biến thiên) luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha và ở trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau.
+ Sóng điện từ là sóng ngang, 
theo thứ tự tạo thành tam diện thuận.
+ Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
+ Sóng điện từ mang năng lượng: tần số càng lớn (bước sóng càng nhỏ) năng lượng càng lớn; năng lượng của sóng điện từ tỉ lệ với lũy thừa bậc 4 của tần số.
+ Khi truyền từ môi trường này vào môi trường khác thì tần số f của sóng điện từ không đổi, còn v và λ biến thiên tỉ lệ thuận. Trong chân không sóng điện từ truyền đi với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng: c = 3.108m/s => có bước sóng: λ = c/f.
3. Thu và phát sóng điện từ
* Dụng cụ thu phát: Dùng Anten (là một mạch dao động LC hở)
* Nguyên tắc thu phát: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và cộng hưởng điện.
* Một mạch dao động hở LC chỉ thu và phát được sóng điện từ có chu kì và tần số bằng chu kì và tần số riêng của mạch.
4. Sóng vô tuyến và sự truyền sóng vô tuyến
Ta đã biết sóng điện từ có bước sóng thay đổi trong phạm vi rất lớn, còn sóng vô tuyến là một dải sóng trong sóng điện từ mà thôi.
Định nghĩa sóng vô tuyến thế nào?
Sóng vô tuyến (tiếng Anh: radio wave, gọi tắt là radio) là sóng điện từ có bước sóng từ vài cm tới vài chục km dùng trong thông tin liên lạc.
Sóng vô tuyến xuất hiện tự nhiên do sét, hoặc bởi các đối tượng thiên văn. Sóng vô tuyến do con người tạo nên dùng cho radar, phát thanh, liên lạc vô tuyến di động và cố định, thông tin vệ tinh, các mạng máy tính, các hệ thống dẫn đường và nhiều ứng dụng khác.
Sóng vô tuyến lần đầu được đề cập tới bởi James Clerk Maxwell và đến năm 1887, Heinrich Hertz đã chứng minh bằng cách thử nghiệm tạo ra sóng vô tuyến trong phòng thí nghiệm của mình.
Trong môi trường chân không thì vận tốc của sóng vô tuyến là không đổi c = 299.792.458 m/s (tính toán trong vật lí phổ thông lấy là c= 10^8 m/s), tần số của sóng là 1 Hz. Tạo ra tín hiệu f = 1 MHz (1 Megahertz = 10^6 Hertz) thì có bước sóng λ (lam-đa) cỡ 299m.
Phân loại sóng vô tuyến thế nào?
Sóng vô tuyến được phân thành 4 loại: Sóng dài, Sóng trung, Sóng ngắn và Sóng cực ngắn.
5. Nguyên tắc truyền sóng
Để truyền sóng vô tuyến, ta cần gửi sóng cần truyền vào sóng mang có tần số cao (là các sóng điện từ cao tần) rồi phát đi trong không gian bằng một anten phát. Sau đó ta dùng một Anten thu để thu sóng phát (gồm cả sóng âm tần và cao tần đã được trộn trước khi phát), rồi tách sóng, lấy được sóng âm tần cần thu ta khuếch đại và phát ra ở loa.
Các bộ phận cơ bản của máy phát thanh vô tuyến đơn giản gồm :
Micro tạo dao động điện âm tần
Mạch phát sóng dao động cao tần: phát ra dao động điện từ với tần số cao cỡ MHz
Mạch biến điệu: trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần
Mạch khuếch đại: khuếch đại tín hiệu cao tần sau khi đã biến điệu
Anten phát: phát sóng điện từ cao tần lan truyền trong không gian
Micro giúp thu âm thanh, biến thành sóng âm tần
Nguyên lý hoạt động của máy biến tần
Sơ đồ máy phát thanh vô tuyến đơn giản
Mô hình hóa quá trình thu phát sóng vô tuyến như thế này giúp cho ta dễ hình dung hơn về truyền phát sóng vô tuyến trong không gian, hi vọng giúp bạn thêm tự tin chinh phục kì thi thpt quốc gia môn Vật lí 12.
Sơ đồ máy phát thanh vô tuyến đơn giản
==>Tải về bài này về in ra file word<==
Bài này hệ thống lý thuyết Sóng điện từ và Lan truyền sóng điện từ thuộc chủ đề Sóng điện từ - Vật lý 12, bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. Chúc bạn thành công!
Bài đề xuất cho bạn:
Cũng có thể bạn quan tâm:
Những câu Sóng điện từ trích trong đề thi THPT Quốc gia
Câu 1. [THPT QG năm 2017 – Câu 10 – MH1.4] : Sóng điện từ
A. Là sóng dọc và truyền được trong chân không.
B. Là sóng ngang và truyền được trong chân không.
C. Là sóng dọc và không truyền được trong chân không.
D. Là sóng ngang và không truyền được trong chân không.
Câu 2. [THPT QG năm 2017 – Câu 11 – MH1.4] : Để xem các chương trình truyền hình phát sóng qua vệ tinh, người ta dùng anten thu sóng trực tiếp từ vệ tinh, qua bộ xử lí tín hiệu rồi đưa đến màn hình. Sóng điện từ mà anten thu trực tiếp từ vệ tinh thuộc loại
A. sóng trung. B. sóng ngắn.
C. sóng dài. D. sóng cực ngắn.
Câu 3. [THPT QG năm 2018 – Câu 2 – M201.4] : Theo thứ tự tăng dần về tần số của các sóng vô tuyến, sắp xếp nào sau đây đúng?
A. Sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung, sóng dài.
B. Sóng dài, sóng ngắn, sóng trung, sóng cực ngắn.
C. Sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng dài, sóng trung.
D. Sóng dài, sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn.
Câu 4. [THPT QG năm 2018 – Câu 4 – M203.3] : Một sóng điện từ lần lượt lan truyền trong các môi trường: nước, chân không, thạch anh và thủy tinh. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ này lớn nhất trong môi trường
A. nước. B. thủy tinh.
C. chân không. D. thạch anh.
Câu 5. [THPT QG năm 2018 – Câu 1 – M210.3] : Trong chiếc điện thoại di động
A. không có máy phát và máy thu sóng vô tuyến.
B. chi có máy thu sóng vô tuyến.
C. có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến.
D. chỉ có máy phát sóng vô tuyến.
Câu 6. [THPT QG năm 2018 – Câu 2 – M206.3] : Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây sai?
A. Sóng điện từ là sóng ngang.
B. Sóng điện từ mang năng lượng.
C. Sóng điện từ không truyền được trong chân không.
D. Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ hoặc giao thoa.
Câu 7. [THPT QG năm 2019 – Câu 7 – MH.1] : Trong sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến đơn giản không có bộ phận nào sau đây?
A. Mạch tách sóng. B. Mạch khuếch đại.
C. Micro. D. Anten phát.
Câu 8. [THPT QG năm 2019 – Câu 15 – M218.1] : Một sóng điện từ lan truyền trong chân không có bước sóng 1500 m. Lấy c = 3.108 Biết sóng điện từ, thành phần từ trường tại một điểm biến thiên điều hòa với tần số f Giá trị của f là
A.2.10^5 Hz B.10^5 Hz C. π10^5 Hz D.2π10^5 Hz
Câu 9. [THPT QG năm 2019 – Câu 3 – M223.1] : Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, mạch tách sóng ở máy thu thanh có tác dụng
A. tách sóng âm ra khỏi sóng cao tần
B. tách sóng hạ âm ra khỏi sóng siêu âm
C. đưa sóng cao tần ra loa
D. đưa sóng siêu âm ra loa
Câu 10. [THPT QG năm 2019 – Câu 17 – M22.3] : Một sóng điện từ lan truyền trong chân không có bước sóng 3000m. Lấy c = 3.108m/s. Biết trong sóng điện từ, thành phần điện trường tại một điểm biến thiên với tần số f. Giá trị của f là
A. 2.105Hz B. 2π.105Hz C. 105Hz D. π.105Hz
Câu 11. [THPT QG năm 2019 – Câu 11 – M206.3] : Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy phát thanh dùng để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số?
A. Mạch biến điệu B. Anten phát
C. Micrô D. Mạch khuếch đại
Câu 12. [THPT QG năm 2019 – Câu 13 – M20.3] : Một sóng điện từ lan truyền trong chân không có bước sóng 3000 m. Lấy c = 3.108m/s. Biết trong sóng điện từ, thành phần từ trường tại một điểm biến thiên điều hòa với chu kì T. Giá trị của T là
A. 4.10^-6s B. 2.10^-5s C. 10^-5s D. 3.10^-6s.
Câu 13. [THPT QG năm 2019 – Câu 5 – M213.1] : Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy thu thanh dùng để biến dao động điện thành dao động âm có cùng tần số?
A. Loa. B. Anten thu.
C. Mạch khuếch đại. D. Mạch tách sóng.
Câu 14. [THPT QG năm 2019 – Câu 21 – M213.1] : Một sóng điện từ lan truyền trong chân không với bước sóng 6000m. Lấy c = 3.108m/s. Biết trong sóng điện từ thành phần điện trường tại một điểm biến thiên điều hòa với chu kỳ T. Giá trị của T là
A.2.10-5s B. 3.10-4s. C. 4.10-5s. D. 5.10-4s.
Câu 15. [THPT QG năm 2017 – Câu 28 – M201.2] : Một mạch dao động ở máy vào của một máy thu thanh gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm 3 µH và tụ điện có điện dung biến thiên trong khoảng từ 10 pF đến 500pF. Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108 m/s, máy thu này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng trong khoảng
A. từ 100 m đến 730 m.
B. từ 10 m đến 73 m.
C. từ 1 m đến 73 m.
D. từ 10 m đến 730 m.
Câu 16. [THPT QG năm 2017 – Câu 29 – M20.4] : Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5(µH) và tụ điện có điện dung thay đổi được. Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108(m/s), để thu được sóng điện từ có bước sóng từ 40(m) đến 1000(m) thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện có giá trị
A. từ 9(pF) đến 5,63(nF).
B. từ 90(pF) đến 5,63(nF).
C. từ 9(pF) đến 56,3(nF).
D. từ 90(pF) đến 56,3(nF).
Câu 17. [THPT QG năm 2017 – Câu 30 – M202.3] : Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ biến thiên theo phương trình B = b0cos(2π.108.t + π/3) (B0 > 0, t tính bằng s). Kể từ lúc t = 0, thời điểm đầu tiên để cường độ điện trường tại điểm đó bằng 0 là
Đáp án câu 17 ở dưới
Câu 18. [THPT QG năm 2019 – Câu 32 – MH] : Một sóng điện từ lan truyền trong chân không dọc theo đường thẳng từ điểm M đến điểm N cách nhau 45 m. Biết sóng này có thành phần điện trường tại mỗi điểm biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số 5 MHz. Lấy c = 3.108 m/s. Ở thời điểm t, cường độ điện trường tại M bằng 0. Thời điểm nào sau đây cường độ điện trường tại N bằng 0?
A. t + 225 ns. B. t + 230 ns.
C. t + 260 ns. D. t + 250 ns.
Đáp án câu 18
Đáp án câu 17
