Title 11 - KNTT - SÓNG ĐIỆN TỪ - HỌC SINH.docx ✅

SÓNG ĐIỆN TỪ Bài 11. A TÓM TẮT LÍ THUYẾT Chỉ với một chiếc điện thoại thông minh hay chiếc máy tính được kết nối với internet, ta có thể trao đổi thông tin với nhau trên khắp toàn cầu. Vậy tại sao thông tin lại có thể lan truyền được trong không gian? Hướng dẫn giải Radio điện thoại thông minh Vệ tinh nhân tạo - Radio  Thông tin lại có thể lan truyền được trong không gian vì thông tin được lan truyền đi dưới dạng sóng điện từ. I. ĐỊNH NGHĨA, TÍNH CHẤT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ:  Định nghĩa sóng điện từ:  Các thiết bị như ti vi, điện thoại di động, lò vi sóng đều sử dụng sóng điện từ.  Dựa vào các thí nghiệm nghiên cứu về mối liên hệ giữa dòng điện và từ trường, nhà bác học Michael Faraday (1791 – 1867, nhà Vật lí người Anh) đã xây dựng lí thuyết điện từ.  James Clerk Maxwell đã mở rộng lí thuyết này và dựa vào đó tiên đoán điện từ trường biến thiên sẽ lan truyền khắp không gian dưới dạng sóng. Sóng này gọi là sóng điện từ.  James Clerk Maxwell  (1831 – 1879, nhà vật lý học người Scotland) đã chỉ ra được tốc độ của tất cả các sóng điện từ truyền trong chân không có giá trị bằng c = 3.10 8 m/s, đúng bằng tốc độ ánh sáng trong chân không. Đây là cơ sở để ông khẳng định rằng ánh sáng chính là sóng điện từ.  Định nghĩa: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên
tuần hoàn trong không gian theo thời gian.  Sóng điện từ bao gồm một dải rộng tần số (hoặc bước sóng), gọi là thang sóng điện từ.  Đặc điểm của sóng điện từ:  Sóng điện từ truyền được trong các môi trường vật chất và cả trong chân không với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng 8 c = 3.10( m/s) đây là khác biệt so với sóng cơ.  Lan truyền được trong các điện môi. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong các điện môi nhỏ hơn trong chân không và phụ thuộc vào hằng số điện môi.  Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ và giao thoa.  Sóng điện từ là sóng ngang, có mang năng lượng. Trong quá trình lan truyền E→ và B→ luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.  Tại mỗi điểm dao động của điện trường và từ trường luôn cùng pha với nhau. Cả E→ và B→ cùng biến thiên tuần hoàn theo không gian và thời gian và cùng tần số.  Nguồn phát sóng điện từ có thể là bất kỳ vật nào phát ra điện trường hoặc từ trường biến thiên như: tia lửa điện, cầu dao đóng ngắt mạch điện…  Khi truyền từ môi trường này sang môi trường kia thì tần số góc, chu kì, tần số không thay đổi.  Công thức tính bước sóng vô tuyến:  Trong chân không ccTm f với 8 c = 3.10 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không. II. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ:  Sự khác nhau về bước sóng (hay tần số) của các loại sóng điện từ đã dẫn đến sự khác nhau về tính chất và tác dụng của chúng. thang sóng điện từ, tử sóng dài nhất (hàng chục km) đến sóng ngắn nhất (cỡ 10 -12 m đến 10 -15 m) đã được khám phá và sử dụng.
 Ánh sáng nhìn thấy  Tia hồng ngoại (IR)  Tia tử ngoại (UV)  Sóng vô tuyến  Tia X (tia Rontghen)  Tia gamma BẢN CHẤT Là những bức xạ điện từ mà có thể nhìn thấy được bằng mắt thường Là những bức xạ điện từ mà mắt không nhìn thấy được nhưng có bước sóng khác nhau. BƯỚ C SÓNG 0,38 m đến 0,76 m 0,76 m đến 1 mm 10 nm đến 400 nm 1 mm đến 100 km 30 pm đến 3 nm 10 -5 nm đển 0,1 nm NGU ỒN PHÁ T Mặt Trời, một số loại đèn, tia chóp, ngọn lửa,.. Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát được tia hồng ngoại ra môi trường. Nguồn thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp gas, bếp than, điốt hồng ngoại,... Vật có nhiệt độ trên 2000°C thì phát ra tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì bước sóng càng nhỏ. Hồ quang điện, đèn hơi thuỷ ngân là nguồn phát tia tử ngoại mạnh. Chúng được phát ra từ an ten và được sử đụng để "mang" các thông tin như âm thanh, hình ảnh đi rất xa. Tia X được tạo ra khi các electron chuyển động với tốc độ cao tới đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn trong ống tia X (ống Cu- lít-giơ) Trên Trái Đất, tia gamma thường sinh ra bởi sự phân rã gamma từ đồng vị phóng xạ tự nhiên và bức xạ thứ cấp từ các tương tác với các hạt trong tia vũ trụ. ĐẶC ĐIỂ M TÍN H CHẤ T ỨNG DỤN G Ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất 0,76 m (tần số và năng lượng nhỏ nhất). Ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất 0,38 m (tần số và năng lượng lớn nhất). - Tác dụng nổi bật là tác dụng nhiệt → sưởi ấm, sấy khô. - Gây ra một số phản ứng hóa học - Biến điệu sóng điện từ cao tần. - Tác dụng lên kính ảnh. - Kích thích nhiều phản ứng hóa học. - Ion hóa không khí. - Tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào da. Được phân thành 4 loại: sóng dài, sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn. Chúng được sử dụng cho các đài phát thanh và truyền hình địa phương Sóng vi ba (bước sóng khoảng vài cm) được sử dụng cho viễn thông quốc tế và chuyển tiếp truyền hình qua vệ tinh - Tính chất nổi bật của tia X là khả năng đâm xuyên mạnh. - Làm đen phim ảnh - Làm phát quang một số chất. - Ion hóa không khí. - Chụp ảnh bên trong sản phẩm. - Kiểm tra hành lý khách đi máy bay. - Tìm vết nứt trên bề mặtt kim loại. Trong y học, tia garnma được dùng trong phẫu thuật, điều trị các căn bệnh liên quan đến khối u, dị dạng mạch máu, các bệnh chức năng của não. Tia gamma còn được ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp. Tia gamma giúp phát hiện, các khuyết tật bằng hình ảnh rõ ràng với độ chính xác cao. HÌN H ẢNH BƯỚC SÓNG TRONG CHÂN KHÔNG CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ LOẠI BỨC XẠ PHẠM VI BƯỚC SÓNG PHẠM VI TẦN SỐ (Hz) SÓNG VÔ TUYẾN Từ 1 m đến 100 km Từ 3.10 3  đến 3.10 8 SÓNG VI BA Từ 1 mm đến 1 m Từ 3.10 8  đến 3.10 11 TIA HỒNG NGOẠI Từ 0,76 μmđến 1 mm Từ 3.10 11  đến 3,9.10 14 ÁNH SÁNG NHÌN THẤY Từ 0,38 μm đến 0,76 μm Từ 3,9.10 14  đến 7,9.10 14 TIA TỬ NGOẠI Từ 10 nm đến 400 nm Từ 7,5.10 14  đến 3.10 16
TIA X (TIA RONTGHEN) Từ 30 pm đến 3 nm Từ 10 17  đến 10 19 B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Sóng điện từ là …………………..lan truyền trong………………………... b. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng …………………bằng tốc độ ánh sáng trong chân không c. Bản chất ánh sáng là…………………. d. Sóng điện từ là……………., phương truyền sóng vuông góc với phương dao động của điện trường và từ trường. e. Ánh sáng nhìn thấy có quang phổ là một dải màu biến thiên liên tục từ…………………. f. Sóng điện từ có thể lan truyền trong các môi trường……………………….. Bài 2 : Hãy nối những kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B CỘT A CỘT B Bước sóng 1km Bước sóng 10 -8 m Bước sóng 5 μm Bước sóng 500nm nm Sóng vi ba Sóng vô tuyến Tia X Ánh sáng nhìn thấy Bài 3: Một sóng điện từ có tần số thì có chu kì là bao nhiêu giây? ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... Bài 4: Sóng điện từ có tần số truyền trong chân không với bước sóng là bao nhiêu? ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………………...