Lý thuyết Sóng điện từ (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 22: Sóng điện từ ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 12 Bài 22.

1 7,368 22/12/2023
Tải về


Lý thuyết Vật lí 12 Bài 22: Sóng điện từ

Bài giảng Vật lí 12 Bài 22: Sóng điện từ

1. Sóng điện từ

- Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

- Những đặc điểm của sóng điện từ:

+ Sóng điện từ lan truyền được trong tất cả các môi trường kể cả chân không với tốc độ c3.108m/s. Sóng điện từ lan truyền được trong các điện môi. Tốc độ lan truyền phụ thuộc vào hằng số điện môi.

+ Sóng điện từ là sóng ngang: Trong quá trình lan truyền EB luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.

Lý thuyết Sóng điện từ | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

+ Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng.

+ Sóng điện từ mang năng lượng.

+ 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 (sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài).

Lý thuyết Sóng điện từ | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

2. Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển

a. Các vùng sóng ngắn ít bị hấp thụ

- Sóng dài, trung, cực ngắn bị không khí hấp thụ mạnh.

- Trong một số vùng tương đối hẹp, các sóng điện từ có bước sóng ngắn hầu như không bị không khí hấp thụ.

b. Sự phản xạ của các sóng ngắn trên tầng điện li.

- Tầng điện li là một lớp khí quyển, trong đó các phân tử khí đã bị ion hoá rất mạnh dưới tác dụng của các tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời. Tầng điện li kéo dài từ độ cao khoảng 80 km đến độ cao khoảng 800 km.

- Các sóng điện từ có bước sóng ngắn thì phản xạ tốt trên tầng điện li, trên mặt đất và mặt nước nên có thể truyền đi xa bằng cách phản xạ liên tiếp giữa tầng điện li và trên mặt đất.

Lý thuyết Sóng điện từ | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

Chú ý: Phân biệt các loại sóng

Lý thuyết Sóng điện từ | Vật lí lớp 12 (ảnh 1)

Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 22: Sóng điện từ

Câu 1: Chọn phát biểu đúng về sóng điện từ.

A. Sóng điện từ là sóng dọc.

B. Sóng điện từ lan truyền được trong điện môi nhưng không lan truyền được trong chân không.

C. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

D. Sóng điện từ có vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương với nhau.

Đáp án: C

Giải thích:

A - sai vì sóng điện từ là sóng ngang

B - sai vì sóng điện từ truyền được cả trong chân không

C - đúng

D - sai vì E B luôn vuông góc với nhau

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?

A. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ, khúc xạ.

B. Sóng điện từ truyền được trong chân không.

C. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn.

D. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha nhau.

Đáp án: C

Giải thích:

A, B, D - đúng

C - sai vì sóng điện từ truyền được trong chất rắn, lỏng, khí và chân không.

Câu 3: Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ?

A. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian.

B. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau π2.

C. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì.

D. Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến.

Đáp án: B

Giải thích:

A, C, D - đúng

B - sai vì: dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

Câu 4: Tìm câu sai khi nói về vai trò của tầng điện li trong việc truyền sóng vô tuyến trên mặt đất?

A. Sóng ngắn bị hấp thụ một ít ở tầng điện li.

B. Sóng trung và sóng dài đều bị tầng điện li phản xạ với mức độ như nhau.

C. Sóng ngắn phản xạ mạnh ở tầng điện li.

D. Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ.

Đáp án: B

Giải thích:

A, C, D - đúng

B - sai vì:

+ Sóng dài bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước lại hấp thụ ít

+ Sóng trung ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm bị tầng điện li phản xạ.

Câu 5: Sóng điện từ dùng trong thông tin vũ trụ là

A. sóng ngắn.

B. sóng dài.

C. sóng trung.

D. sóng cực ngắn.

Đáp án: D

Giải thích:

Sóng cực ngắn dùng trong thông tin vũ trụ vì:

+ Có năng lượng rất lớn

+ Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ

+ Xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ

Câu 6: Từ Trái Đất, các nhà khoa học điều khiển các xe tự hành trên Mặt Trăng nhờ sử dụng các thiết bị thu phát sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng này thuộc dải:

A. sóng trung.

B. sóng cực ngắn.

C. sóng ngắn.

D. sóng dài.

Đáp án: B

Giải thích:

Sóng cực ngắn truyền xa theo đường thẳng, xuyên qua tầng điện li

liên lạc vệ tinh và truyền hình

Ta suy ra, sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng trên là sóng cực ngắn

Câu 7: Khi nói về sóng vô tuyến phát biểu nào sau đây là sai?

A. Sóng cực ngắn không truyền được trong chân không.

B. Sóng ngắn có tần số lớn hơn tần số sóng dài cực đại.

C. Sóng cực ngắn được dùng trong thông tin vũ trụ.

D. Sóng dài được dùng để thông tin dưới nước.

Đáp án: A

Giải thích:

B, C, D - đúng

A - Sai vì sóng cực ngắn là sóng điện từ có thể truyền được trong chân không.

Câu 8: Một máy phát sóng điện từ đang phát sóng theo phương thẳng đứng hướng lên. Biết tại điểm M trên phương truyền vào thời điểm t, véc tơ cảm ứng từ đang cực đại và hướng về phía Tây. Vào thời điểm t thì véctơ cường độ điện trường đang có

A. độ lớn bằng không.

B. dộ lớn cực đại và hướng về phía Đông.

C. độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc.

D. độ lớn cực đại và hướng về phía Nam.

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

+ E,v,B tạo tam diện thuận theo chiều quay từ E đế B thì chiều tiến là chiều v.

+ Do E,B cùng pha  B cực đại thì véc tơ cường độ điện trường E cũng có độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc.

Câu 9: Một mạch dao động LC đang thu được sóng trung. Để mạch có thể thu được sóng dài thì phải

A. mắc nối tiếp thêm vào mạch một tụ điện có điện dung thích hợp.

B. mắc nối tiếp thêm vào mạch một điện trở thuần thích hợp.

C. mắc nối tiếp thêm vào mạch một cuộn dây thuần cảm thích hợp.

D. mắc song song thêm vào mạch một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thích hợp.

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

+ Sóng trung có bước sóng ngắn hơn sóng dài

+ Bước sóng: λ=2πcLC tỉ lệ thuận với C,L

Mạch đang thu được sóng trung, để mạch có thể thu được sóng dài thì ta cần mắc thêm vào mạch một tụ điện có điện dung hoặc cuộn cảm có độ tự cảm thích hợp sao cho bước sóng của mạch tăng.

A - Khi mắc nối tiếp thêm tụ điện: 1Cnt=1C1+1C2Cnt<C1λ không thoả mãn.

B - Bước sóng không phụ thuộc vào điện trở không thỏa mãn.

C - Khi mắc nối tiếp thêm cuộn cảm: Lnt=L1+L2>L1λthỏa mãn.

D - Khi mắc song song thêm cuộn cảm: 1L//=1L1+1L2L//<L1λkhông thỏa mãn.

Câu 10: Mạch chọn sóng gồm cuộn cảm có L biến thiên từ Lmin đến Lmax và tụ điện có điện dung C. Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được là:

A. λmin=cLminC2π.

B. λmin=2πcLminC.

C. λmin=2πcLmaxC.

D. λmin=2πcLminC.

Đáp án: D

Giải thích:

Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được: λmin=2πcLminC

Câu 11: Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ 3.108m/s có bước sóng là:

A. 300 m.

B. 0,3 m.

C. 30 m.

D. 3 m.

Đáp án: D

Giải thích:

Bước sóng của mạch: λ=cf=3.108100.106=3m

Câu 12: Trong mạch thu sóng vô tuyến người ta điều chỉnh điện dung của tụ C=14000πF và độ tự cảm của cuộn dây L=1,6πH. Lấy π2=10. Khi đó sóng được có tần số bằng:

A. 50 Hz.

B. 25 Hz.

C. 100 Hz.

D. 200 Hz.

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có: f=12πLC=12π1,6π14000π=50π2π=25Hz

Câu 13: Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L1 thì bước sóng dao động của mạch là λ1, khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L2 thì bước sóng dao động của mạch là λ2. Khi mắc L1 song song L2 với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động của mạch là bao nhiêu?

A. λ//2=λ12+λ22.

B. 1λ//2=1λ12+1λ22.

C. λ//2=λ12λ22.

D. 1λ//2=1λ121λ22.

Đáp án: B

Giải thích:

Bước sóng điện từ: λ=2πcLCL=λ24π2c2C

+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L1 thì bước sóng dao động của mạch là:

λ1L1=λ124π2c2C

+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L2 thì bước sóng dao động của mạch là:

λ2L2=λ224π2c2C.

+ Khi mắc L1 song song L2 với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động là:

λ//L=λ24π2c2C

L1 song song L2 nên 1L=1L1+1L2

Suy ra bước sóng của mạch khi mắc L1 song song L2 là:

1λ//2=1λ12+1λ22

Câu 14: Điện dung của tụ điện phải thay đổi trong khoảng nào để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f1 đến f2 f1<f2. Chọn kết quả đúng:

A. 12π2Lf12>C>12π2Lf22.

B. 12π2Lf12<C<12π2Lf22.

C. 14π2Lf22<C<14π2Lf12.

D. 14πLf12>C>12πLf22.

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có: f=12πLCC=14π2Lf2

Để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f1 đến f2 f1<f2 thì tụ điện C phải:

14π2Lf22<C<14π2Lf12

Câu 15: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung thay đổi từ 10πpF đến 160πpF và cuộn dây có độ tự cảm 2,5πμH. Mạch trên có thể bắt được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào?

A. 2mλ12m.

B. 3mλ12m.

C. 3mλ15m.

D. 2mλ15m.

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có: λ=2πcLC

+ λmin=2πcLCmin=2π.3.1082,5.106π.10.1012π=3m

+ λmax=2πcLCmax=2π.3.1082,5.106π.160.1012π=12m

3mλ12m

Câu 16: Một mạch dao động lí tưởng LC được dùng làm mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến. Cuộn cảm có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị C=C1 hay C=C2 thì thu được sóng điện từ có bước sóng tương ứng là λ1 λ2. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị C=4C1+9C2 thì máy thu được sóng có bước sóng 51 m. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị C=9C1+C2 thì máy thu được sóng có bước sóng 39 m. Các bước sóng λ1 λ2có giá trị lần lượt là:

A. 12 m và 15 m.

B. 15 m và 12 m.

C. 16 m và 19 m.

D. 19 m và 16 m.

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có: λ1=2πcLC1;λ2=2πcLC2

Khi C=4C1+9C2

λ=2πcL4C1+9C2λ2=4λ12+9λ22=512 (1)

Khi C=9C1+C2

λ=2πcL9C1+C2λ2=9λ12+λ22=392 (2)

Từ (1) và (2) suy ra: λ1=12m λ2=15m

Câu 17: Chọn phát biểu đúng. Sóng điện từ

A. là sóng dọc hoặc sóng ngang.

B. là điện từ trường lan truyền trong không gian.

C. có thành phần điện từ trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương.

D. không truyền được trong chân không.

Đáp án: B

Giải thích:

A – sai vì sóng điện từ là sóng ngang

B – đúng vì Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

C – sai vì thành phần điện từ trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng pha nhưng có phương vuông góc với nhau.

D – sai vì sóng điện từ truyền được cả trong chân không.

Câu 18: Sóng điện từ và sóng cơ học không có chung tính chất nào dưới đây?

A. Phản xạ.

B. Truyền được trong chân không.

C. Mang năng lượng.

D. Khúc xạ.

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có:

+ Sóng điện từ truyền được trong chân không.

+ Sóng cơ học không truyền được trong chân không.

Câu 19: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên trong không gian. Khi nói về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện từ trường trên thì kết luận nào sau đây là đúng?

A. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng phương và cùng độ lớn.

B. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động ngược pha.

C. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau π2.

D. Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì.

Đáp án: D

Giải thích:

A - sai vì: véctơ cường độ điện trường Evà véctơ cảm ứng từ B luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véctơ E,B v tại mọi điểm tạo với nhau thành một tam giác diện thuận.

B, C - sai vì: dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

D – đúng.

Câu 20: Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì

A. Véctơ cường độ điện trường E cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cảm ứng từ Bvuông góc với véctơ cường độ điện trường E.

B. Véctơ cường độ điện trường E và véctơ cảm ứng từ BB luôn cùng phương với phương truyền sóng.

C. Véctơ cường độ điện trường E và véctơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với phương truyền sóng.

D. Véctơ cảm ứng từ B cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cường độ điện trường E vuông góc với véctơ cảm ứng từ B.

Đáp án: C

Giải thích:

Véctơ cường độ điện trường E và véctơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véc tơ E,B v tại mọi điểm tạo với nhau thành một tam diện thuận.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 24: Tán sắc ánh sáng

Lý thuyết Bài 25: Giao thoa ánh sáng

Lý thuyết Bài 26: Các loại quang phổ

Lý thuyết Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Lý thuyết Bài 28: Tia X

1 7,368 22/12/2023
Tải về