Dao động và sóng điện từ căn bản

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
PHẦN MỘT: LÝ THUYẾT CĂN BẢN
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
* Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động:
+ Mạch dao động là một mạch điện khép kín gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn dây có độ tự cảm L, có điện trở thuần không đáng kể mắc nối tiếp với nhau.
+ Điện tích trên tụ điện trong mạch dao động: q = qo.cos((t + ().
+ Cường độ dòng điện trên cuộn dây:
i = q` = - (q0sin((t + () = Iocos((t + ( +
).
Trong đó: ( =
và I0 = q0(.
+ Chu kì và tần số riêng của mạch dao động: T = 2(
; f =

ĐIỆN TỪ TRƯỜNG
* Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
+ Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức là đường cong kín.
+ Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín
* Điện từ trường
Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh.
Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian. Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là điện từ trường.
SÓNG ĐIỆN TỪ. THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN
Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian
*Bước sóng : ( = c.T hoặc ( =
𝑐
𝑓

* Đặc điểm của sóng điện từ
+ Sóng điện từ lan truyền được trong chân không. Vận tốc lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng (c ( 3.108m/s). Sóng điện từ 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.
+ 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. Tại mỗi điểm dao động của điện trường và từ trường trong sóng điện từ luôn luôn cùng 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. Nhờ có năng lượng mà khi sóng điện từ truyền đến một anten, nó sẽ làm cho các electron tự do trong anten dao động.
* Thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến
+ Sóng vô tuyến là các sóng điện từ dùng trong vô tuyến. Chúng có bước sóng từ vài m đến vài km. Người ta chia sóng vô tuyến thành : sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài.
+ Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn nhưng ít hấp thụ các vùng sóng ngắn. Các sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li và mặt đất.
- + Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, phải dùng sóng điện từ cao tần để mang các sóng điện từ âm tần đi xa. Muốn vậy phải trộn sóng điện từ âm tần với sóng điện từ cao tần (biến điệu chúng).
+ Sơ đồ khối của mạch phát thanh vô tuyến đơn giản gồm: micrô, bộ phát sóng cao tần, mạch biến điệu, mạch khuếch đại và anten.
+ Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản gồm: anten, mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần, mạch tách sóng, mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần và loa.
PHẦN HAI: BÀI TẬP
Bài 1:Một khung dao động chỉ có độ tụ cảm L = 0,2(H) và tụ C = 10(
H), dao động không tắt. Biết cường độ dòng điện cực đại trong khung là Io = 0,012A.
a) Tính chu kỳ và tần số của dao động điện từ
b) Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch
c)Tính điện áp cực đại (Uo)
d) Tính cường độ dòng điện tức thời (i) khi điện tích trên các bản tụ là q= 1,22.10-5C.
Bài 2:Khung dao dộng gồm cuộn dây L và Tụ điện C thực hiện dao dộng diện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là Q0 =10-6C và cường độ dòng điện cực đại trong