Sóng Điện Từ Vật Lý 12: Lý Thuyết Trọng Tâm và Cách Ôn Thi THPT Quốc Gia Hiệu Quả

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 lý thuyết về sóng điện từ

• Sóng điện từ truyền được trong mọi môi trường và cả chân không.
• Hai thành phần là vectơ E (điện trường) và B (từ trường) biến thiên cùng tần số, cùng pha, vuông góc nhau.
• Là sóng ngang, tạo thành tam diện thuận.
• Tuân theo định luật phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
• Năng lượng tỷ lệ với luỹ thừa bậc 4 của tần số.
• Trong chân không: c = 3×10⁸ m/s ⇒ bước sóng λ = c/f (f không đổi khi qua môi trường khác).

3. Thu và phát sóng điện từ

• Dụng cụ: Anten (mạch dao động LC hở)
• Nguyên tắc: Dựa trên cảm ứng điện từ và cộng hưởng điện.
• Chỉ thu và phát được sóng có tần số đúng bằng tần số riêng của mạch LC.

4. Sóng vô tuyến và sự truyền sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến là gì?

Sóng vô tuyến (radio wave) là sóng điện từ có bước sóng từ vài cm đến vài chục km, dùng trong liên lạc.

Chúng có thể xuất hiện tự nhiên (do sét) hoặc do con người tạo ra (radar, phát thanh, thông tin vệ tinh…).

Được đề xuất bởi Maxwell và chứng minh thực nghiệm bởi Hertz năm 1887.

Trong chân không: vận tốc c ≈ 3×10⁸ m/s. Ví dụ: f = 1 MHz ⇒ λ ≈ 299 m.

Phân loại sóng vô tuyến:

• Sóng dài
• Sóng trung
• Sóng ngắn
• Sóng cực ngắn

5. Nguyên tắc truyền sóng vô tuyến

Ta gửi sóng cần truyền vào sóng mang cao tần và phát đi bằng anten phát. Sau đó, anten thu sẽ nhận sóng đã trộn (âm tần và cao tần), tách lấy âm tần, khuếch đại và phát qua loa.

Máy phát thanh vô tuyến gồm:

• Micro tạo dao động âm tần
• Mạch dao động cao tần
• Mạch biến điệu
• Mạch khuếch đại
• Anten phát

Máy thu thanh vô tuyến gồm:

• Anten thu
• Mạch chọn sóng
• Mạch tách sóng
• Mạch khuếch đại âm tần
• Loa

Đang tải bài viết...

Bài Tập Dao Động Điện Từ Sóng Điện Từ - Sóng Ánh Sáng – Lượng Tử Ánh Sáng – Vật Lý Hạt Nhân Mới Lạ Khó #33 - Tài liệu vật lý file word Free - Blog Góc vật Lí

Bài tập & Ôn luyện: Dao động điện từ – Sóng điện từ – Lượng tử ánh sáng – Vật lí hạt nhân

Đăng bởi Blog Học cùng Con · Góc học tập của Chúng ta chia sẻ tài liệu ôn luyện Vật lí 12 có ví dụ minh họa.

Mục lục

1. 1. Dao động điện từ (LC)
2. 2. Sóng điện từ & sóng ánh sáng
3. 3. Lượng tử ánh sáng & quang điện
4. 4. Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch
5. 5. Ví dụ minh họa nhanh
6. 6. Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)
7. 7. Câu hỏi thường gặp

Gợi ý: Trước khi làm bài tập, Góc học tập của Chúng ta khuyến khích bạn xem nhanh tóm tắt khái niệm, sau đó luyện từng dạng từ dễ đến khó để củng cố nền tảng.

1) Dao động điện từ (LC)

Trong mạch LC lí tưởng, năng lượng điện trường trong tụ (U_e) và năng lượng từ trường trong cuộn cảm (U_m) trao đổi tuần hoàn. Điện tích trên bản tụ và dòng điện trong mạch thường được mô tả bằng hàm cos/sin với cùng tần số góc ω, chu kì T = 2π√(LC). Khi có điện trở, biên độ giảm dần do hao phí.

Mẹo nhớ nhanh

• Biên độ dòng điện cực đại khi điện tích qua trạng thái cân bằng (tụ xả nhanh nhất).
• Đồ thị q(t) và i(t) lệch pha 90°, nên khi q cực đại thì i bằng 0.

2) Sóng điện từ & sóng ánh sáng

Sóng điện từ là sự lan truyền của dao động điện trường và từ trường vuông góc nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Ánh sáng là một phần của phổ sóng điện từ (từ đỏ đến tím theo tăng tần số/giảm bước sóng). Ứng dụng trải rộng từ phát thanh, Wi-Fi đến sợi quang.

Mẹo áp dụng

• Bước sóng λ = v/f. Trong chân không, v = c ≈ 3×10⁸ m/s.
• Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ giúp nhận biết bản chất sóng của ánh sáng.

3) Lượng tử ánh sáng & quang điện

Ánh sáng mang tính hạt (photon) với năng lượng E = hf. Hiện tượng quang điện chứng minh điều này: electron bật khỏi bề mặt kim loại khi ánh sáng có tần số đủ lớn (vượt ngưỡng đặc trưng của vật).

Mẹo làm bài

• Động năng cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào tần số, không phụ thuộc cường độ.
• Cường độ sáng tăng → số electron bật ra tăng (nếu f > f_ngưỡng).

4) Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch

Hạt nhân gồm proton và neutron. Các quá trình hạt nhân như phóng xạ, phân hạch (tách) và nhiệt hạch (nóng chảy hạt nhân nhẹ) kèm biến đổi năng lượng lớn. Bảo toàn số khối và điện tích là nguyên tắc nền tảng trong lập phương trình phản ứng hạt nhân.

5) Ví dụ minh họa nhanh

Ví dụ (LC): Mạch LC có L = 2 mH, C = 5 nF. Tính chu kì dao động riêng.

Gợi ý: T = 2π√(LC) ≈ 2π√(2×10^-3 × 5×10^-9) ≈ 2π√(10^-11) ≈ 2π×10^-5.5 s.

Ví dụ (sóng): Ánh sáng đơn sắc truyền trong chân không có f = 6×10¹⁴ Hz. Bước sóng λ ≈ c/f ≈ 3×10⁸ / 6×10¹⁴ = 5×10^-7 m (≈ 500 nm, vùng lục).

Ví dụ (quang điện): Ngưỡng f₀ của kim loại là 5×10¹⁴ Hz. Nếu chiếu f = 6×10¹⁴ Hz, electron sẽ bật ra; tăng cường độ sẽ làm tăng số electron, không làm tăng động năng cực đại.

6) Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)

1. LC: Cho q = q₀cos(ωt). Hỏi khi nào i đạt cực đại? Đáp: Khi q = 0 (tụ đang xả nhanh nhất).
2. Sóng: Một đài phát thanh f = 100 MHz. Tính λ trong không khí (xấp xỉ c). Đáp: λ ≈ 3 m.
3. Quang điện: Nếu f < f₀, tăng cường độ có phát electron không? Đáp: Không.
4. Hạt nhân: Viết phương trình phóng xạ β^- của hạt nhân X(Z,A). Đáp: (Z,A) → (Z+1,A) + e^- + ν̄.

7) Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Học phần này nên bắt đầu từ đâu?
Blog này trả lời: Bắt đầu từ dao động LC để nắm cơ chế trao đổi năng lượng, sau đó mở rộng sang sóng điện từ và ánh sáng; cuối cùng ôn hạt nhân để hệ thống hóa cả chương.

Hỏi: Làm sao nhớ công thức nhanh?
Blog Học cùng Con gợi ý: Viết bảng “3 dòng vàng”: T, ω của LC; λ, f, c của sóng; E = hf của photon và dán trước bàn học.

Liên kết nội bộ (đọc thêm)

• Chủ đề Vật lí 12 (LTĐH)
• Sóng điện từ
• Lượng tử ánh sáng
• Dao động điều hòa

(*Nếu các nhãn/label khác nhau, bạn có thể đổi đường dẫn cho phù hợp với blog.)

Góc học tập của Chúng ta rất muốn nghe câu hỏi của bạn: phần nào trong chương này làm bạn “khựng” lại lâu nhất? Hãy đặt câu hỏi ở phần bình luận để Blog Học cùng Con hỗ trợ chi tiết hơn nhé!

→ Khám phá thêm tại Trang chủ Blog Học cùng Con.

Mạch dao động, tụ điện biến thiên, máy thu này có thể thu được các sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào?

Máy thu thanh có thể thu được các sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào khi cuộn cảm thuần có độ tự cảm 3 μH và tụ điện có điện dung biến thiên trong khoảng từ 10 pF đến 500 pF

A. 10 m đến 730 m

B. 100 m đến 730 m

C. 10 m đến 73 m

D. 1 m đến 73 m

Lời giải từ Blog Góc Vật lí

Khoảng giá trị bước sóng mà mạch có thể cộng hưởng được là

Đáp án C

Giúp bạn hiểu rõ hơn về kiến thức liên quan đến câu hỏi này:

Trong vật lý phổ thông, Mạch dao động LC là gì?

Trong vật lý phổ thông, mạch dao động điện từ LC là một mạch điện cơ bản bao gồm một cuộn cảm (L) và một tụ điện (C) nối với nhau. Đây là một loại mạch điện không tiêu hao năng lượng (khi được coi là lý tưởng), trong đó năng lượng điện từ dao động giữa trường điện trong tụ điện và trường từ trong cuộn cảm. Mạch LC còn được gọi là mạch cộng hưởng hoặc mạch hồi tiếp.

Cơ chế hoạt động của mạch dao động LC:

Khi mạch được kích thích ban đầu (ví dụ như nạp điện cho tụ điện), tụ điện sẽ lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Khi nối tụ điện với cuộn cảm, dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn cảm, làm cho điện tích trong tụ điện giảm đi và từ trường trong cuộn cảm tăng lên.

Tại thời điểm dòng điện đạt giá trị tối đa, năng lượng lưu trữ trong mạch hoàn toàn nằm trong từ trường của cuộn cảm. Khi từ trường trong cuộn cảm suy giảm (do dòng điện giảm), năng lượng sẽ lại được chuyển hóa thành năng lượng điện trường trong tụ điện.

Quá trình này lặp đi lặp lại, tạo ra một dao động với tần số nhất định, gọi là tần số cộng hưởng. Tần số này phụ thuộc vào giá trị của cuộn cảm và tụ điện theo công thức:

Trong đó:

f là tần số dao động (Hz)

L là độ tự cảm của cuộn cảm (Henry, H)

C là điện dung của tụ điện (Farad, F)

Ứng dụng:

Mạch dao động LC được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng điện tử, chẳng hạn như trong bộ lọc, bộ chọn tần số, và đặc biệt là trong các bộ phát sóng vô tuyến, nơi chúng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tần số của sóng phát ra. Bài tập này là ứng dụng mạch dao động điền từ trong thu phát sóng vô tuyến.

[File Word Free] #5 Tóm tắt lý thuyết Sóng Ánh Sáng Full - Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12 - TTLT2020 - Chia sẻ Tài Liệu Vật Lí: File Word, Free Download

Blog Góc Vật Lí chia sẻ bài viết "Tóm tắt lý thuyết Sóng Ánh Sáng Full" thuộc chủ đề Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12 trên trang chuyên chia sẻ Tài Liệu Vật Lí: File Word, Free Download.

Tóm tắt lý thuyết Sóng Ánh Sáng Full 

Đây là bản xem trước, có link tải về miễn phí file word tài liệu này ở dưới nha. 

 >>>Link tải về (Free Download) ở đây.  

Tóm tắt Lý thuyết Sóng ánh sáng bao gồm các nội dung quan trọng sau đây:

I. MÁY QUANG PHỔ- CÁC LOẠI QUANG PHỔ:

1. Máy quang phổ lăng kính:

2. Các loại quang phổ:

II. TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

1. Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại:

 

2. Bản chất và tính chất:

3. TIA HỒNG NGOẠI.

4. TIA TỬ NGOẠI

Sự hấp thụ tia tử ngoại

III. TIA X (TIA RƠN-GHEN

Ống Culítgiơ: Ống thủy tinh chân không, dây nung, anốt, catốt

3. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X

III. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ

BẢNG: SO SÁNH 3 LOẠI TIA: HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI, TIA RƠN GHEN

Các câu trắc  nghiệm hay về chủ đề Sóng Ánh sáng

Truyền sóng điện từ: Tính thời gian kể từ lúc VTV phát tín hiệu sóng cực ngắn đến khi vệ tinh VINASAT 1 nhận được - Blog góc vật lí

Vệ tinh VINASAT – 1 có tọa độ địa lý 1320 kinh Đông, vệ tinh ở độ cao 35927 km so với mặt đất. Đài truyền hình Việt Nam (VTV) có tọa độ 210 vĩ Bắc, 1050 kinh Đông. Coi Trái Đất có dạng hình cầu đồng chất bán kính 6400km, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108 m/s. Thời gian kể từ lúc VTV phát tín hiệu sóng cực ngắn đến khi VINASAT – 1 nhận được là

A. 112 ms B. 124 ms C. 127 ms D. 118 ms

🖎 Lời giải:

+ Ta có khoảng cách giữa đài VTV và vệ tinh là Với h = Rsin(210) = 6400sin(210) ≈ 2294 km. → Thay các giá trị vào biểu thức ta được x = 36998 km Vậy km → Thời gian sóng truyền giữa hai vị trí trên ms. Chọn đáp án B

Bài viết "Xác định thời gian truyền sóng điện từ" này thuộc chủ đề Vật lí , bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Blog Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. 

 Chúc bạn thành công!

>> Trích ĐỀ THI THỬ THPTQG  NĂM HỌC 2019 LẦN 5 Bài thi  Khoa học Tự nhiên; Môn  VẬT LÝ TRUNG TÂM LUYỆN THI TÔ HOÀNG HÀ NỘI

Các chú ý khi giải bài tập Truyền sóng điện từ

Khi giải bài tập về truyền sóng điện từ, hãy lưu ý những điều sau:

1. Hiểu các đại lượng cơ bản:

   • Tần số (f): Số dao động trong một giây.

   • Bước sóng ($\lambda$): Khoảng cách giữa hai điểm cùng pha liên tiếp.

   • Vận tốc truyền sóng (v): Tốc độ mà sóng lan truyền trong môi trường.

   • Chu kỳ (T): Thời gian để hoàn thành một dao động.

2. Công thức cơ bản:

   • Vận tốc truyền sóng: $v=f\cdot \lambda$

   • Liên hệ giữa tần số và chu kỳ: $f=\frac{1}{T}$

3. Xác định môi trường truyền sóng:

   • Tốc độ truyền sóng thay đổi theo môi trường: Trong chân không, vận tốc là
     $c=3\times 10^8$ m/s.

   Các môi trường khác như không khí, nước, thủy tinh sẽ có vận tốc khác nhau.

4. Hiểu bản chất sóng điện từ:

   Sóng điện từ bao gồm thành phần điện trường và từ trường dao động vuông góc với nhau và vuông góc với hướng truyền sóng.
   Sóng điện từ không cần môi trường để truyền, có thể lan truyền trong chân không.
Phân biệt loại sóng:Radio, vi sóng, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma là các loại sóng điện từ với tần số và bước sóng khác nhau.
Cẩn thận khi làm bài tập lý thuyết và thực hành:Luôn kiểm tra đơn vị và chuyển đổi khi cần thiết.
Sử dụng đúng công thức và phân tích rõ ràng từng bước giải.

Hi vọng những chú ý này sẽ giúp bạn giải quyết các bài tập về truyền sóng điện từ một cách hiệu quả! 

Sóng điện từ: tần số 5 MHz. 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?

Blog Góc Vật lí chia sẻ bài viết "Xác định Thời điểm cường độ điện trường bằng 0" thuộc chủ đề Vật lí Luyện thi đại học  .  

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.

✍ Lời giải:

+ M và N dao động vuông pha nhau

+  

+ Với m thuộc số lẻ →  Đáp án D cho m = 5 sẽ thỏa mãn.

• Chọn đáp án D

Bài viết "Xác định Thời điểm cường độ điện trường bằng 0"này thuộc chủ đề Vật lí , 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!

Tìm hiểu thềm về cường độ điện trường, từ trường trong lan truyền sóng điện từ

Trong sóng điện từ, cả cường độ điện trường (E) và từ trường (B) đều dao động vuông góc với nhau và vuông góc với hướng truyền sóng. Các thành phần này có mối liên hệ mật thiết và biến đổi theo thời gian.

Cường độ điện trường (E):

Là đại lượng biểu thị sức mạnh của điện trường tại một điểm trong không gian.

Đơn vị đo: V/m (volts trên mét).

Cường độ từ trường (B):

Là đại lượng biểu thị sức mạnh của từ trường tại một điểm trong không gian.

Đơn vị đo: T (tesla) hoặc G (gauss).

Liên hệ giữa E và B trong sóng điện từ:

Trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không (khoảng 3×108  m/s).

Trong quá trình lan truyền, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian và không gian theo cùng một tần số và bước sóng, duy trì mối liên hệ chặt chẽ giữa chúng. Điều này tạo ra sự giao thoa giữa các thành phần trường và dẫn đến sự lan truyền của sóng điện từ trong không gian.

Minh họa về sóng điện từ khi lan truyền trong không gian

Bạn có thấy hấp dẫn không? Điều này thực sự mở ra một thế giới khác về sự tương tác giữa điện và từ trong vũ trụ của chúng ta.

>>Xác định số điểm cực tiểu trong giao thoa sóng nước

 Bạn muốn tìm kiếm gì không?