Phân tích chương Dao động và sóng điện từ

Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .2 PHẦN NỘI DUNG 3 1.Nhiệm vụ của chương “Dao động và sóng điện từ” 3 2.Lịch sử phát triển của khoa học nghiên cứu về sóng điện từ .3 3.Sơ đồ kiến thức của chương “Dao động và sóng điện từ” .3 4.Chuẩn kiến thức – kĩ năng 4 4.1.Kiến thức .4 4.2.Kỹ năng 5 5.Phân tích nội dung kiến thức 5 5.1.Mạch dao động (khung dao động) 5 5.1.1.Khái niệm 5 5.1.2.Lưu ý .5 5.2.Dao động điện từ 5 5.2.1.Một số khái niệm 5 5.2.1.1.Dao động điện từ 5 5.2.1.2.Dao động điện từ tự do .6 5.2.1.3.Dao động điện từ tắt dần 6 5.2.1.4.Dao động điện từ duy trì 7 5.2.1.5.Dao động điện từ cưỡng bức 7 5.2.2.Khảo sát dao động trong mạch LC 8 5.2.3.Năng lượng trong dao động điều hoà 9 5.3.Lý thuyết điện từ của Maxwell .9 5.4.Điện từ trường 13 5.5.Sóng điện từ .13 5.5.1.Khái niệm 13 5.5.2.Đặc điểm của sóng điện từ 14 5.5.3.Tính chất của sóng điện từ 14 6.Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ .15 7.Ứng dụng của sóng điện từ trong kỹ thuật 16 7.1.Ang ten và sự lan truyền sóng điện từ 16 7.2.Nguyên tắc thu phát thông tin bằng sóng điện từ .19 7.3.Sự truyền sóng điện từ quanh Trái đất .22 7.4.Một số ứng dụng khác của sóng điện từ 24 7.4.1.Rađa 24 7.4.2.Lò vi sóng .24 7.4.3.Bếp từ .24 PHẦN KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .27 Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 1 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 PHẦN MỞ ĐẦU Trong chương trình phổ thông, Vật lí là một môn học cung cấp cho học sinh nhiều kiến thức quan trọng khác nhau về: cơ học, nhiệt học, điện từ học, quang học, vật lí nguyên tử và hạt nhân. Mỗi phần kiến thức đều có những đặc trưng riêng và gắn liền với nhiều ứng dụng trong thực tế. Để có thể giảng dạy tốt bộ môn Vật lí ở trường phổ thông thì người giáo viên ngoài lòng đam mê và nhiệt huyết cần phải hiểu biết sâu sắc các kiến thức của môn học. Đối với học viên cao học để có thể làm tốt hơn nhiệm vụ dạy học khi trở lại giảng dạy thì phải nghiên cứu sâu sắc các kiến thức vật lí có trong chương trình vật lí phổ thông. Đó cũng là nhiệm vụ quan trọng của tất cả các giáo viên Vật lí trong quá trình giảng dạy và đặc biệt trong quá trình đổi mới Giáo dục toàn diện như hiện nay. Người giáo viên phải hiểu sâu về kiến thức cũng như ý đồ của SGK thì mới có thể tổ chức hoạt động dạy học có hiệu quả và kích thích được sự hứng thú của học sinh cũng như lựa chọn được phương pháp dạy học phù hợp với đặc trưng của môn học. Nghiên cứu và phân tích chương trình vật lí phổ thông là môn học quan trọng giúp cho các học viên có cái nhìn tổng quan toàn bộ chương trìnhVật lí phổ thông nói chung và ở phổ thông trung học nói riêng. “Dao động và sóng điện từ” là một phần của điện từ học, nghiên cứu các khái niệm cơ bản về dao động điện từ, sóng điện từ, sự tồn tại của điện từ trường cũng như các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực thu phát tín hiệu sóng điện từ. Trong đó, tìm hiểu về mạch dao động điện từ và sự tạo thành sóng điện từ là nội dung quan trọng nhất của chương. Những kiến thức này là cơ sở cho học sinh có sự đam mê có thể tìm hiểu về các ứng dụng về thu phát tín hiệu hiện nay trong lĩnh vực kĩ thuật. Với yêu cầu của môn học, trong tiểu luận này, tôi đi sâu nghiên cứu, phân tích làm rõ kiến thức và ý đồ của SGK trong chương “Dao động và sóng điện từ” trong sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao. Tiểu luận được chia thành 3 phần lớn:  Phần mở đầu trình bày lí do nghiên cứu của tiểu luận;  Phần nội dung: nghiên cứu nội dung kiến thức cơ bản của chương, các yêu cầu về chuẩn kiến thức kĩ năng cần đạt được và tìm hiểu một số ứng dụng quan trọng của kiến thức này trong cuộc sống.  Phần kết luận: tổng kết những kết quả mà tiểu luận đã đạt được. Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 2 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 PHẦN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG CHƯƠNG DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12 NÂNG CAO 1. Nhiệm vụ của chương “Dao động và sóng điện từ” Chương “Dao động và sóng điện từ” là một chương nằm trong phần điện từ trường được trình bày trong chương trình Vật lí phổ thông. Nhiệm vụ của chương này là giới thiệu và giúp học sinh tiếp cận với các kiến thức về dao động điện từ và sóng điện từ. Trong đó kiến thức của chương tập trung phân tích các khái niệm về mạch dao động, sóng điện từ, giải thích về sự tồn tại đồng thời của điện trường và từ trường qua đó hình thành khái niệm sóng điện từ cho học sinh. Đồng thời giúp học sinh so sánh và tìm hiểu được sự tương quan giữa sóng điện từ với dao động và sóng cơ. Nội dung của chương cũng đề cập đến các loại dao động điện từ, đặc điểm của sóng điện từ. Đặc biệt, trong chương này cũng giải thích cho học sinh những kiến thức cơ bản của nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ là một trong các lĩnh vực được nghiên cứu và có nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống hiện đại. 2. Lịch sử phát triển của khoa học nghiên cứu về sóng điện từ 1820 Hans Christian Oersted (1777 - 1851) nhà Vật lí – hóa học người Đan mạch đã thiết lập mối liên hệ giữa các hiện tượng điện và từ. 1831 Michael Faraday (1791 - 1867) nhà Vật lí – hóa học người Anh đã khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ. 1833 Lenx - nhà Vật lí người Nga phát hiện ra quy luật về chiều của suất điện động cảm ứng. 1873 James Clerk Maxwell (1831 - 1879) người Scothland phát triển những ý kiến của Faraday xây dựng lý thuyết về điện từ trường, chứng minh sự tồn tại của điện từ trường. ông cũng tìm ra điều kiện lan truyền của sóng điện từ và chứng minh rằng sóng điện từ lan truyền đi với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. 1888 Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894) nhà Vật lí người Đức bằng thực nghiệm đã thực hiện có kết quả việc phát sóng điện từ. Và từ đó cho đến nay, việc phát và thu sóng điện từ không ngừng phát triển và ngày càng trở nên quan trọng trọng cuộc sống của xã hội. 3. Sơ đồ kiến thức của chương “Dao động và sóng điện từ” Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 3 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 4. Chuẩn kiến thức – kĩ năng 4.1. Kiến thức - Trình bày được cấu tạo và nêu được vai trò của tụ điện và cuộn cảm trong hoạt động của mạch LC. - Viết được công thức tính chu kỳ dao động riêng của mạch dao động LC. - Nêu được dao động điện từ. - Nêu được năng lượng của dao động điện từ. - Nêu được điện từ trường và sóng điện từ. - Nêu được các tính chất của sóng điện từ. Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 4 Dao động điện từ Dao động điện từ Điện trường biến thiên Từ trường xoáy Từ trường biến thiên Điện trường xoáy Điện từ trường Ứng dụng Ăng ten Truyền thông bằng sóng điện từ Năng lượng điện từ Dao động điện từ tắt dần Dao động điện từ duy trì, dao động điện từ cưỡng bức. Sóng điện từ Dao động điện từ tự do Lý thuyết của Maxwell Lý thuyết của Maxwell Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 - Nêu được chức năng của từng khối trong sơ đồ khối của máy phát và máy thu sóng vô tuyến điện đơn giản. - Nêu được ứng dụng của sóng vô tuyến điện trong thông tin liên lạc. 4.2. Kỹ năng - Vẽ được sơ đồ khối của máy phát và máy thu sóng vô tuyến điện. - Vận dụng được công thức T = 2π LC . 5. Phân tích nội dung kiến thức 5.1. Mạch dao động (khung dao động) 5.1.1. Khái niệm Mạch dao động là một trong những khái niệm đầu tiên mà HS tiếp xúc khi nghiên cứu về dao động điện từ. Mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch kín. Ta vẫn thường gọi là mạch dao động LC. Nếu điện trở của mạch rất nhỏ (coi như bằng không) thì mạch dao động là lí tưởng. Thực tế, cuộn dây luôn có điện trở r ≠ 0, nên không có mạch dao động lí tưởng. Chính điện trở này làm cho năng lượng của hệ bị tiêu hao dưới dạng nhiệt năng nên dao động của mạch LC bị tắt dần. Mạch như hình vẽ là mạch dao động lí tưởng, đơn giản. Thông thường mạch dao động không phải chỉ chứa một cuộn dây và một tụ điện mà có thể chứa hệ các tụ điện và các cuộn dây ghép nối tiếp hoặc song song tùy theo yêu cầu và mục đích sử dụng. 5.1.2. Lưu ý Mạch LRC mà ta xét trong các bài toán về dòng điện xoay chiều sau này cũng được xem là mạch dao động điện từ, nhưng đây không phải là mạch dao động điện từ lí tưởng. 5.2. Dao động điện từ 5.2.1. Một số khái niệm 5.2.1.1. Dao động điện từ Để nghiên cứu dao động điện từ ta khảo sát quá trình phóng điện và quá trình nạp điện của tụ điện C qua cuộn L (hình 1). Để mạch dao động ban đầu ta cần cung cấp cho mạch một năng lượng E. Ban đầu khóa K ở (1) nguồn điện tích điện cho cho hai bản tụ điện đến điện tích Q 0 và hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là U 0 = Q 0 /C Với U 0 = E – I.r = E (do mạch hở). Khi đó tụ điện có dự trữ điện năng: Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 5 C L Hình 1: Mạch dao động điện từ tự do C L K E (1) (2) Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 2 max 2 0 CU W đ = Khi chuyển K từ (1) đến (2), tụ điện tạo thành một mạch kín với cuộn dây L. Lúc này tụ điện bắt đầu phóng điện (đóng vai trò nguồn điện tức thời) Ban đầu: t 0 đến t 1 cường độ dòng điện qua mạch tăng dần sẽ tạo ra từ trường quanh cuộn dây làm tập trung năng lượng của tụ điện chuyển sang trên cuộn dây. Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện tự cảm với dt di Le −= (định luật Lenx) làm chậm sự phóng điện của tụ. Nên tụ C càng phóng điện thì điện năng của tụ càng giảm thì độ tăng dòng điện càng giảm. Tại thời điểm t 1 dòng điện qua cuộn dây đạt cực đại I 0 còn điện áp trên tụ bằng 0. Tất cả điện năng lúc này chuyển hóa hoàn toàn thành năng lượng từ trường tập trung ở cuộn dây, trị số năng lượng đó được xác định: 2 max 2 0 LI W t = Đối với mạch lí tưởng: W t max= W đ max. Khi điện tích trên tụ điện q = 0 thì cuộn cảm trở thành nguồn năng lượng, từ t 1 đến t 2 thì dòng điện giảm, tụ điện bắt đầu được nạp điện trở lại, điện áp của tụ điện tăng lên tuy nhiên dấu của điện tích trên hai bản tụ điện ngược lại. Năng lượng từ trường biến đổi trở lại thành năng lượng điện trường trong tụ điện. Sau khi điện tích trên tụ đạt giá trị cực đại, tụ điện lại phóng điện  cứ như vậy quá trình tiếp diễn. quá trình dao động điện và từ trong mạch LC tương tự như của con lắc đơn. Trong mạch có sự biến thiên của q và i ta nói mạch LC có đặc điểm như vậy là mạch dao động điện từ. 5.2.1.2. Dao động điện từ tự do Quá trình tuần hoàn của việc biến đổi năng lượng giữa tụ C và cuộn L trong mạch dao động không do tác động của nguồn bên ngoài gọi là dao động riêng (dao động tự do) của mạch dao động. 5.2.1.3. Dao động điện từ tắt dần Như ở trên khi khảo sát mạch dao động nếu xem mạch là lí tưởng có nghĩa là điện trở của dây dẫn và cuộn dây r ≈ 0 thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch biến thiên qua lại lẫn nhau. Thực tế, cuộn dây luôn có điện trở r ≠ 0, nên không có Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 6 t 1 t 2 t 3 t 4 U C , I L U C I L t 0 t Hình 2: Sự biến thiên của i và u trong mạch LC Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 mạch dao động lí tưởng. Chính điện trở này làm cho năng lượng của hệ bị tiêu hao dưới dạng nhiệt năng nên dao động của mạch LC bị tắt dần. 5.2.1.4. Dao động điện từ duy trì Nguyên nhân của dao động điện từ tự do trong các hệ thực tắt dần vì năng lượng của dao động một phần chuyển thành nhiệt lượng thông qua điện trở. Để tránh sự tắt dần của dao động tự do người ta tìm cách cấp thêm năng lượng cho vật dao động để bù lại phần năng lượng đã chuyển thành nhiệt, mà không làm thay đổi tần số riêng của nó dao động như vậy gọi là dao động duy trì. Trong kỹ thuật vô tuyến điện tử, có hai phương pháp chính để bù tiêu hao của năng lượng: - Dùng năng lượng của nguồn điện ngoài: đây là dao động cưỡng bức hay còn gọi là kích thích ngoài. - Thiết lập mạch điện tử để tự bù tiêu hao: đây là những máy tạo dao động hình sin tự kích thích. 5.2.1.5. Dao động điện từ cưỡng bức Dao động cưỡng bức là dao động của mạch dao động LC khi được kích thích bằng một năng lượng của nguồn điện bên ngoài để bù tiêu hao. Nguồn năng lượng bên ngoài này là một điện áp xoay chiều hình sin. Mạch dao động sẽ dao động với tần số của nguồn cưỡng bức. Khi tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của dao động riêng của mạch ta có hiện tượng cộng hưởng. Ví dụ: Mạch duy trì dao động RLC dùng tranzito Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 7 L C u ͠ R Hình 3: mạch DĐ cưỡng bức dùng nguồn điện ngòai Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 Dao động điện có thể được duy trì bằng sơ đồ như hình vẽ, cuộn dây L’ được mắc hỗ cảm với cuộn dây L, khi có dao động trong mạch RLC vì hỗ cảm nên trong cuộn L’ có suất điện động cảm ứng. Suất điện động cảm ứng tác động lên cực badơ của tranditor làm cho dòng điện chạy qua cực colectơ biến đối theo tần số của dao động điện trong mạch RLC và cùng pha với hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm L. Nhờ thế mà dao động tự do trong mạch RLC được tiếp thêm năng lượng trong từng chu kỳ và được duy trì. Cần chú ý rằng chính nhờ sự dao động trong mạch RLC mà dòng điện ở cực colectơ được tạo ra để quay trơ lại bù đắp năng lượng mất đi của mạch RLC, các thông số phù hợp sẽ tạo ra sự cân bằng giữa năng lượng hao hụt và năng lượng bù đắp. 5.2.2. Khảo sát dao động trong mạch LC Xét mạch dao động LC như hình vẽ, vận dụng định luật Ohm cho đoạn mạch AB ta có: u AB = e – i.r Với mạch lí tưởng r ≈ 0 thì u AB ≈ dt di Le −= Với quy ước về dấu như hình bên thì 'q dt dq i == Ta lại có: C q u = , nên: 2 2 d q q -L = dt C hay là : 1 q''+ q=0 LC Đặt 1 ω= LC ta có 2 q''+ω q=0 đây là phương trình điện động lực học của dao động điện trong mạch LC. Phương trình này là phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất bậc 2 giải ra ta chọn dạng nghiệm q =Q 0 cos (ωt+φ); Q 0 và φ là hai hằng số phụ thuộc điều kiện ban đầu. Biểu thức cường độ dòng điện là: ( )       ++=+−== 2 cossin 00 π ϕωϕωω tItQ dt dq i với 00 QI ω = Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 8 Hình 5: Đồ thị biến thiên điện tích và cường độ dòng điện Hình 4: Mạch duy trì dao động RLC dùng tranzito Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 Hiệu điện thế giữa hai bản A và B của tụ điện: ( ) ϕωω +−== tqqu AB sin' 0 Như vậy có thể thấy dao động điện trong mạch LC là dao động điều hoà tức là biến đổi theo qui luật hình sin. Và dòng điện i luôn lệch pha π 2 với điện tích và hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm hoặc tụ điện. 5.2.3. Năng lượng trong dao động điều hoà Khi xảy ra quá trình dao động điện trong mạch LC, điện tích q của bản A tụ điện biến đổi theo thời gian theo qui luật: q =Q 0 cos (ωt+φ) Q 0 là điện tích cực đại giữ vai trò là biên độ của dao động. Giữa hai bản của tụ điện có điện trường, năng lượng W đ của điện trường có biểu thức như sau : 2 2 d 1 1 q W Cu qu 2 2 2C = = = hay 2 2 0 d Q W cos ( t ) 2C = ω + ϕ Cuộn dây với độ tự cảm L có dòng điện i chạy qua tạo nên một từ trường năng lượng W t của từ trường có biểu thức như sau : 2 2 2 0 t Q 1 W Li sin ( t ) 2 2C = = ω + ϕ Năng lượng toàn phần W của dao động điện là tồng năng lượng W đ của điện trường và W t của từ trường t d W W W= + hay 2 2 2 0 0 0 0 0 Q 1 1 1 W CU Q U LI 2 2 2C 2 = = = = = const Từ biểu thức này ta rút ra kết luận trong quá trính dao động điện, năng lượng toàn phần E của dao động không đổi( được bảo toàn), có sự chuyển hoá giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường. Năng lượng toàn phần của dao động bằng năng lượng của điện trường khi tụ điện tích điện lượng cực đại, lúc đó cường độ dòng điện bằng không và năng lượng của từ trường bằng không. 5.3. Lý thuyết điện từ của Maxwell Sự ra đời của lý thuyết: Xét một mạch kín đứng yên trong từ trường biến thiên. Từ thông qua mạch kín đó thay đổi làm trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng (định luật Lenx). Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng, chứng tỏ trong mạch phải tồn tại một trường lực lạ tác dụng lực làm dịch chuyển electron. Phân tích các kết quả thực nghiệm của Faraday, Maxwell cho rằng, trường lực lạ ở đây chính là Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 9 Hình 6 : Từ trường biến thiên sinh ra điện trường xoáy Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 điện trường. Nhưng điện trường này không phải là điện trường tĩnh mà theo Maxwell điện trường đó phải là điện trường xoáy. Theo ông, nguyên nhân gây ra điện trường xoáy chính là sự biến thiên của từ trường. Vì trước khi từ thông qua cuộn dây biến thiên thì trong mạch chưa có dòng điện. Từ đó Ông đưa ra luận điểm thứ nhất: “Mọi từ trường biên thiên theo thời gian đều làm xuất hiện một điện trường xoáy”. * Đặc điểm của điện trường xoáy: có các đường sức khép kín và lưu thông của vectơ cường độ điện trường xoáy dọc theo một được cong bất kỳ không những phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối, mà còn phụ thuộc vào hình dạng đường cong mà ta tính lưu thông. * Vì thế lưu thông của vectơ cường độ điện trường xoáy dọc theo một được cong kín bất kỳ là khác không. * Chính vì vậy, điện trường xoáy đóng vai trò là trường lực lạ, tạo ra suất điện động làm di chuyển điện tích trong mạch, tạo thành dòng điện khép kín. Dựa vào định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ, Maxwell đã xây dựng một phương trình diễn tả định lượng luận điểm thứ nhất của mình: Sd t B ldE SL     ∫∫ ∂ ∂ −= )()( (1) Phương trình (1) được gọi là phương trình Maxwell – Faraday ở dạng tích phân. Nó diễn tả đặc tính xoáy của điện trường. Trong đó, vế phải thể hiện tốc độ biến thiên của từ thông qua diện tích S; vế trái là lưu thông của vectơ cường độ điện trường xoáy dọc theo chu tuyến L bao quanh S. Ở dạng vi phân, phương trình Maxwell – Faraday có dạng: t B Erot ∂ ∂ −=   (2) Luận điểm thứ hai của Maxwell – dòng điện dịch: Maxwell đã cho rằng mọi từ trường biến thiên đều sinh ra điện trường xoáy. Phân tích các hiện tượng điện từ khác Maxwell khẳng định phải có điều ngược lại: “Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện từ trường”, đó là nội dung luận điểm thứ hai của Maxwell. Vì từ trường là dấu hiệu cơ bản nhất và tất yếu của mọi dòng điện, nên nếu sự biến thiên của điện trường tạo ra từ trường thì sự biến thiên của điện trường đó có tác dụng như một dòng điện. Maxwell gọi đó là dòng điện dịch, để phân biệt với dòng điện dẫn, là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Để hình dung về dòng điện dịch, ta xét một mạch điện xoay chiều gồm tụ điện C mắc nối tiếp với một bóng Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 10 Hình 7: Điện trường biến thiên sinh ra từ trường xoáy [...]... một điện trường hoặc một từ trường biến thiên như: tia lửa điện, dây dẫn điện xoay chiều, cầu dao đóng ngắt mạch điện, … 5.5.4 Thang sóng điện từ Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 14 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 6 Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ So sánh quá trình dao động điện từ đơn giản trên một mạch dao động LC và một dao động cơ là một con lắc lò... của sóng điện từ Sóng điện từ có mang năng lượng Năng lượng sóng điện từ chính là năng lượng của điện từ 1 2 2 trường Mật độ năng lượng sóng điện từ là: w=εε E0 + 1 μμ H0 2 - Sóng điện từ tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ - 2 Sóng điện từ tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ Nguồn phát sóng điện từ (còn gọi là chấn tử) rất đa dạng, có thể là bất cứ vật thể nào tạo ra một điện. .. mạch dao động sẽ phát ra một dao động có tần số điều chỉnh được sẽ được mắc song song với cuộn L’ trên Anten Do hiện tượng cảm ứng điện từ trên ống dây L’ có một dao động điện từ cùng tần số với dao động trong mạch, dao động điện từ sẽ được truyền ra ngoài và phát đi xa Hình 16: Sóng điện từ được phát ra từ một Anten lưỡng cực Học viên thực hiện: Ngô Thị Thúy Ngân Trang 18 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG... không gian có sóng điện từ, các vectơ E và  B luôn dao động theo hai phương vuông góc nhau và cả hai vec tơ này cùng vuông góc với phương truyền sóng - Khác với sóng cơ học, sóng điện từ truyền được cả trong môi trường vật chất và trong chân không Trong chân không, sóng điện từ có bước sóng là: λ = c T Những đặc điểm này đều đã được kiểm chứng bằng thực tế Sau khi sóng điện từ được phát và thu bằng... PHỔ THÔNG 2 Và sau đó sẽ có một điện trường xoáy biến thiên để tạo thành một điện từ trường lan truyền trong không gian Thậm chí có thể tạo ra một sóng điện từ bằng một thí nghiệm đơn giản nối hai bản tụ điện mở với một ắc qui khi đóng ngắt khoá k tạo ra một sóng điện từ lan truyền như hình Hình 15 : Có thể tạo ra sóng điện từ bằng cách đơn giản Các dao động điện từ được truyền tù mạch dao động ra Anten... Trang 13 Tiểu luận PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 5.5.2 - Đặc điểm của sóng điện từ Vận tốc lan truyền sóng điện từ trong chân không là c = 3.10 8 m/s; và trong môi trường vật chất đồng nhất và đẳng hướng là v= c , với n=εμ n là chiết suất tuyết đối của môi trường; ε và μ là hệ số điện môi và từ môi của môi trường đó Vì ε, μ > 1 nên n > 1 và v < c - u  Sóng điện từ là sóng ngang: tại mỗi... một chỉnh thể là điện từ trường mà thôi, không bao giờ có sự tồn tại riêng biệt của cả điện trường hay từ trường 5.5 5.5.1 Sóng điện từ Khái niệm Quá trình lan truyền điện từ trường được gọi là sóng điện từ Maxwell đã tiên đoán sự tồn tại của sóng điện từ và xây dựng được các phương trình toán học về quy luật của nó gọi là phương trình Maxwell Hình 9: Mô hình sự lan truyền của sóng điện từ trong không... PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG 2 7 Ứng dụng của sóng điện từ trong kỹ thuật 7.1 Ang ten và sự lan truyền sóng điện từ 7.1.1 Mạch dao động kín Nếu một mạch dao động RLC có tụ điện song song với nhau, khoảng cách giữa hai bản rất nhỏ so với diện tích hai bản, ống dây dài có các vòng dây khép rất sít nhau, tiết diện ống dây nhỏ so với chiều dài ống dây thì trong quá trình dao động điện từ năng... và đã xây dựng lý thuyết thống nhất giữa điện và từ - lý thuyết trường điện từ - một cách hoàn hảo Thuyết điện từ của Maxwell không những giải thích triệt để các hiện tượng điện từ đã biết mà nó còn cho phép tiên đoán sự tồn tại của sóng điện từ (mà gần 30 năm sau thực nghiệm mới xác lập được) Nghiên cứu bằng lý thuyết về các tính chất của sóng điện từ, Maxwell đã khẳng định ánh sáng cũng là sóng điện. .. riêng của điện từ trường mà thôi Ý nghĩa của thuyết Maxwell Lý thuyết điện từ của Maxwell thống nhất điện trường và từ trường , là một bước phát triển hoàn thiện những hiểu biết của con người về điện, từ Trước đó, những hiểu biết của con người về điện, từ còn rời rạc; người ta quan niệm rằng điện và từ là hai lĩnh vực không liên quan nhau Maxwell đã phát triển các ý tưởng của Faraday về điện, từ một cách . thông bằng sóng điện từ Năng lượng điện từ Dao động điện từ tắt dần Dao động điện từ duy trì, dao động điện từ cưỡng bức. Sóng điện từ Dao động điện từ tự do. Nhiệm vụ của chương Dao động và sóng điện từ Chương Dao động và sóng điện từ là một chương nằm trong phần điện từ trường được trình bày trong chương trình