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.
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 . 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 và luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
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).
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.
Chú ý: Phân biệt các loại sóng
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 và 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 .
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:
+ tạo tam diện thuận theo chiều quay từ đế thì chiều tiến là chiều .
+ Do cùng pha cực đại thì véc tơ cường độ điện trường 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: tỉ lệ thuận với
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: không thoả mãn.
B - Bước sóng không phụ thuộc vào điện trở không thỏa mãn.
C - Khi mắc nối tiếp thêm cuộn cảm: thỏa mãn.
D - Khi mắc song song thêm cuộn cảm: không thỏa mãn.
Câu 10: Mạch chọn sóng gồm cuộn cảm có L biến thiên từ đến và tụ điện có điện dung C. Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được là:
A. .
B. .
C. .
D. .
Đáp án: D
Giải thích:
Bước sóng nhỏ nhất mà mạch bắt được:
Câu 11: Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ m/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:
Câu 12: Trong mạch thu sóng vô tuyến người ta điều chỉnh điện dung của tụ và độ tự cảm của cuộn dây . Lấy . 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:
Câu 13: Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L1 thì bước sóng dao động của mạch là , khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L2 thì bước sóng dao động của mạch là . Khi mắc L1 song song L2 với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động của mạch là bao nhiêu?
A. .
B. .
C. .
D. .
Đáp án: B
Giải thích:
Bước sóng điện từ:
+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L1 thì bước sóng dao động của mạch là:
+ Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm L2 thì bước sóng dao động của mạch là:
.
+ Khi mắc L1 song song L2 với tụ điện có điện dung C thì bước sóng dao động là:
Mà L1 song song L2 nên
Suy ra bước sóng của mạch khi mắc L1 song song L2 là:
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 . Chọn kết quả đúng:
A. .
B. .
C. .
D. .
Đáp án: C
Giải thích:
Ta có:
Để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f1 đến f2 thì tụ điện C phải:
Câu 15: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một tụ điện có điện dung thay đổi từ đến và cuộn dây có độ tự cảm . Mạch trên có thể bắt được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng nào?
A. .
B. .
C. .
D. .
Đáp án: B
Giải thích:
Ta có:
+
+
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 hay thì thu được sóng điện từ có bước sóng tương ứng là và . Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị thì máy thu được sóng có bước sóng 51 m. Nếu điều chỉnh điện dung của tụ đến giá trị thì máy thu được sóng có bước sóng 39 m. Các bước sóng và có 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:
Khi
(1)
Khi
(2)
Từ (1) và (2) suy ra: và
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 .
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 và véctơ cảm ứng từ luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véctơ và 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 cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cảm ứng từ vuông góc với véctơ cường độ điện trường .
B. Véctơ cường độ điện trường và véctơ cảm ứng từ B luôn cùng phương với phương truyền sóng.
C. Véctơ cường độ điện trường và véctơ cảm ứng từ luôn vuông góc với phương truyền sóng.
D. Véctơ cảm ứng từ cùng phương với phương truyền sóng còn véctơ cường độ điện trường vuông góc với véctơ cảm ứng từ .
Đáp án: C
Giải thích:
Véctơ cường độ điện trường và véctơ cảm ứng từ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba véc tơ và 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
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 12 (sách mới) | Giải bài tập Hóa 12
- Lý thuyết Hóa học 12
- Giải sbt Hóa học 12
- Các dạng bài tập Hoá học lớp 12
- Giáo án Hóa học lớp 12 mới nhất
- Giải sgk Toán 12 (sách mới) | Giải bài tập Toán 12 Tập 1, Tập 2
- Các dạng bài tập Toán lớp 12
- Lý thuyết Toán 12
- Chuyên đề Toán lớp 12 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 12 mới nhất
- Giáo án Toán lớp 12 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 12
- Soạn văn 12 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ văn 12 (sách mới)
- Soạn văn 12 (ngắn nhất)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 12
- Văn mẫu lớp 12
- Giải sgk Sinh học 12 (sách mới) | Giải bài tập Sinh học 12
- Lý thuyết Sinh học 12 | Kiến thức trọng tâm Sinh 12
- Giải sgk Địa Lí 12 (sách mới) | Giải bài tập Địa lí 12
- Lý thuyết Địa Lí 12
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 12
- Giải sgk Lịch sử 12 (sách mới) | Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 12
- Lý thuyết Lịch sử 12
- Giải sgk Giáo dục công dân 12
- Lý thuyết Giáo dục công dân 12
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 12 (sách mới) | Giải bài tập GDQP 12
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 12 | Kiến thức trọng tâm GDQP 12
- Lý thuyết Tin học 12
- Lý thuyết Công nghệ 12