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?
Giải 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 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: Sóng điện từ lan truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ có thể lan truyền trong môi trường chân không, 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.
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
Giải rút gọn:
Giống nhau:
- Là điện trường.
- Có thể tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong điện trường.
- Biểu diễn bằng vecto cường độ điện trường.
Khác nhau:
Đặc điểm
Điện trường do điện tích đứng yên
Điện trường xoáy
Đường sức điện trường
Hở, xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm
Kín, bao quanh các đường sức từ
Cách tạo ra
Do các điện tích đứng yên tạo ra
Do sự biến thiên từ thông qua một điện tích
Lực điện
Luôn hướng về phía điện tích tạo ra điện trường
Có thể vuông góc với hướng chuyển động của điện tích
Câu hỏi: So sánh điểm khác nhau cơ bản giữa điện từ trường với điện trường, từ trường.
Giải rút gọn
Đặc điểm
Điện từ trường
Điện trường
Từ trường
Bản chất
Là sự kết hợp của điện trường và từ trường biến thiên
Là dạng vật chất đặc biệt tồn tại xung quanh điện tích
Là dạng vật chất đặc biệt tồn tại xung quanh nam châm hoặc dòng điện
Cách tạo ra
Do sự biến thiên của từ trường hoặc điện trường
Do các điện tích đứng yên
Do các nam châm hoặc dòng điện
Biểu hiện
Tác dụng lực điện từ lên các hạt mang điện chuyển động trong nó
Tác dụng lực điện lên các hạt mang điện đặt trong nó
Tác dụng lực từ lên các nam châm hoặc dòng điện đặt trong nó
Đường sức từ
Có thể hở hoặc kín
Hở
Kín
II. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ
Hoạt động 1: Nêu mô hình sóng điện từ.
Giải rút gọn:
- Là một mô hình mô tả sự lan truyền của sóng điện từ trong không gian.
- Bao gồm hai thành phần chính: điện trường (E ) và từ trường (B).
- Đặc điểm:
+ Sóng điện từ là sóng ngang
+ 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
Giải rút gọn:
Phương truyền sóng điện từ là: 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.
Giải rút gọn:
Tại mỗi điểm trong quá trình truyền sóng điện từ: Vecto cường độ điện trường luôn vuông góc với vecto cảm ứng từ
, cả hai vecto này luôn vuông góc với phương truyền sóng. Vì vậy sóng điện từ là sóng ngang, lan truyền được trong chân không.
Câu hỏi 1: Sóng điện từ khác sóng cơ ở điểm nào?
Giải rút gọn:
Đặc điểm Sóng điện từ Sóng cơ Môi trường truyền Có thể truyền đi trong cả môi trường vật chất và chân không Cần môi trường vật chất để truyền đi Bản chất Là sự lan truyền của điện từ trường biến thiên theo thời gian Là sự lan truyền của dao động cơ trong môi trường vật chất Thành phần Gồm điện trường và từ trường biến thiên Gồm dao động của các phần tử vật chất trong môi trường Phương truyền Là sóng ngang Là sóng ngang hoặc sóng dọc Tốc độ truyền Tốc độ truyền trong chân không là 3.108m/s, không phục thuộc vào môi trường truyền Tốc độ truyền phụ thuộc vào tính chất của môi trường truyền
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.
Giải rút gọn:
Phát biểu B là sai khi nói về sóng điện từ.
Vì sóng điện từ lan truyền được trong chân không.
Đáp án B
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.
Giải 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 lan truyền trong 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.