Slide bài giảng Vật lí 12 kết nối Bài 19: Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

Tóm lược nội dung

BÀI 19. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

KHỞI ĐỘNG

Thang sóng điện từ bao gồm rất nhiều vùng như hồng ngoại, tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy,… Sóng điện từ được tạo thành và lan truyền như thế nào?

Trả lời rút gọn:

+Sóng điện từ được tạo thành: bởi sự biến thiên của điện trường và từ trường. Khi một điện tích dao động, nó sẽ tạo ra một từ trường biến thiên. Từ trường biến thiên này sẽ tạo ra một điện trường biến thiên, và cứ tiếp tục như vậy. Quá trình này tạo ra một sóng điện từ lan truyền trong không gian.

+Sóng điện từ được lan truyền: trong không gian với tốc độ ánh sáng (3 x 10⁸ m/s) trong chân không. Sóng điện từ có thể lan truyền trong môi trường chân không, môi trường vật chất rắn, lỏng và khí. Khi lan truyền trong môi trường vật chất, sóng điện từ có thể bị suy yếu và bị phản xạ. Trong quá trình lan truyền, sóng điện từ mang theo năng lượng. Sóng có tần số càng cao thì khả năng truyền càng xa. Sóng điện từ tuân theo quy luật truyển thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa và nhiễu xạ giống như sóng cơ.

I. LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG BIẾN THIÊN VÀ TỪ TRƯỜNG BIẾN THIÊN

Hoạt động: So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa điện trường gây ra bởi điện tích đứng yên và điện trường xoáy

Trả lời rút gọn:

Giống nhau: Đều là dạng điện trường. Có thể tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong điện trường. Được biểu diễn bằng vecto cường độ điện trường.

Khác nhau: 

Câu hỏi: So sánh điểm khác nhau cơ bản giữa điện từ trường với điện trường, từ trường.

Trả lời rút gọn:

II. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

Hoạt động 1: Nêu mô hình sóng điện từ.

Trả lời rút gọn:

- Mô hình sóng điện từ là một mô hình mô tả sự lan truyền của sóng điện từ trong không gian.

- Mô hình sóng điện từ bao gồm hai thành phần chính: điện trường (E ) và từ trường (B). 

- Đặc điểm:

+ Sóng điện từ là sóng ngang, nghĩa là dao động của điện trường và từ trường vuông góc với phương truyền sóng.

+ Sóng điện từ có thể lan truyền trong môi trường chân không và môi trường vật chất.Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không là 3 x 10⁸ m/s.

+ Sóng điện từ bao gồm nhiều loại sóng khác nhau, như sóng vô tuyến, sóng vi ba, ánh sáng hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia tử ngoại, tia X và tia gamma.

Hoạt động 2: Hãy cho biết phương truyền sóng điện từ trong Hình 19.5

Trả lời rút gọn:

Phương truyền sóng điện từ hướng từ trong ra ngoài.

Hoạt động 3: Dựa vào mô hình sóng điện từ, hãy chứng tỏ sóng điện từ là sóng ngang, có thể lan truyền trong chân không.

Trả lời rút gọn:

Vecto cường độ điện trường luôn vuông góc với vecto cảm ứng từ , cả hai vecto này luôn  vuông góc với phương truyền sóng. Do đó sóng điện từ là sóng ngang.

Câu hỏi 1: Sóng điện từ khác sóng cơ ở điểm nào?

Trả lời rút gọn:

Sự khác nhau:

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

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

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

C. Sóng điện từ là sóng ngang.

D. Tại một điểm trong không gian truyền sóng điện từ, vecto và vecto luôn đồng pha nhau.

Bài làm chi tiết:

Phát biểu B là sai vì sóng điện từ lan truyền được trong chân không.

Em có thể: 

- Mô tả được sự lan truyền sóng điện từ trong không gian.

- Sử dụng mô hình sóng điện từ giải thích được tính chất của sóng điện từ.

Trả lời rút gọn:

Quá trình lan truyền: Sóng điện từ được tạo ra bởi sự biến thiên của từ trường hoặc điện trường.Từ trường biến thiên tạo ra một điện trường biến thiên. Điện trường biến thiên lại tạo ra một từ trường biến thiên, và cứ tiếp tục như vậy. Quá trình này tạo ra một sóng điện từ lan truyền trong không gian.

- Tính chất:

+ Sóng điện từ có thể lan truyền trong cả môi trường vật chất và chân không.

+ Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không là 3 x 10⁸ m/s.

+ Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa và nhiễu xạ.

+ Sóng điện từ mang năng lượng và có thể truyền tải thông tin.