Bài giảng Bài 20: Sóng điện từ

www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
Bài 20: Sóng điện từ 
A. Trả lời câu hỏi kỳ trước 
 1. Dao động tắt dần? 
 + Trong thực tế dao động xuất hiện trong khung dao động là một dao động tắt dần vì có 
sự mất mát năng lượng do đó sẽ làm giảm biên độ của dao động. 
 + Có 2 nguyên nhân làm cho dao động tắt dần. 
1. Khung dây có điện trở nên có hao phí năng lượng do toả nhiệt 
2. Khi có dao động, sóng điện từ phát ra sẽ mang theo một phần năng lượng. 
+ Để dao động không tắt, phải tiếp năng lượng cho khung đều đặn sau mỗi chu kỳ để bù đắp vào 
phần năng lượng đã bị mất đi 
+ Về nguyên tắc có thể tạo ra 1 mạch tiếp năng lượng như hình bên: 
K 
C L 
- Nguồn năng lượng là bộ phân 
- Cứ mỗi chu kỳ ta đóng khoá K một lần để dòng điện từ bộ phận nạp thêm điện tích cho 
tụ C. Khi đó dao động sẽ được duy trì không tắt. 
+ Thực tế vì tần số dao động xuất hiện khung rất lớn do đó không thể đóng mạch bằng 
tay mà phải dùng 1 ngắt điện tự động ngắt điện đó chính là transito trong mạch duy trì. 
E 
C 
C’ L’ L 
C 
-
 Khi 
Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
 Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 
www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
trong khung có dao động f = 
LC2
1
π
 sẽ cảm ứng sang L’ suất điện động cùng tần số. 
- Suất điện động cảm ứng này sinh ra UBE cũng có cùng tần số với dao động trong 
khung. 
- Có 
2
1
chu kỳ VB > VE thì dòng điện không qua được transito, coi như mạch bị ngắt. 
2
1
 chu kỳ sau khi VB < VE thì có I qua transito tiếp năng lượng cho khung dao động. 
Như vậy transito đã làm nhiệm vụ 1 khoá tự động, mỗi chu kỳ tiếp năng lượng cho 
khung 1 lần ⇒ dao động được duy trì. 
2. Bài tập: 
+ Điện dụng của tụ phẳng: C = 
d4.10.9
r
d4
S
10.9
1
9
2
9 Π
ΣΠ
=
Π
Σ
C = 
( )
≈
−
−
39
22
10.6,0.4.10.9
10.2,0.5,2
4,63.10-13F 
+ Chu kỳ T = 2Π ≈= −− 146 10.3,46.10.8,514,3.2LC 1,03.10-8s 
b. Biểu thức của q và i 
+ Từ i = I0 cos (ωt + ϕ) 
 ω = ≈=
−− 146 10.3,4610.8,5
1
LC
1
6,1 . 108 s-1 
Theo giả thiết: Khi t = 0 thì i = I0 
⇒ I0 = I0 cos (ω . 0 + ϕ) ⇔ cos ϕ = 1 ⇒ ϕ = 0 
+ Phương trình i = 8,48 . 10-6 cos (6,1 . 108t + 0) 
 i = 848.10-6 cos 6,1 .10-8t (A) 
 q = Q0 sin (ωt + ϕ) 
Vì I0 = Q0 ω nên Q0 = 8
6
0
10.1,6
10.48,8I −
=
ω
= 1,39.10-14C 
Vậy q = 1,39.10-14 sin 6,1.108t (C) 
c. Tính q khi i = 2,12 µA 
+ Từ i = 8,48.10-6 cos 6,1.108t = 2,12.10-6 
Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
 Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 
www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
ầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
ường PTTH Hà Nội – Amsterdam Tr . 
 ⇔ cos 6,1.108 = =
6
6
10.48,8
10.12,2
 0,25 
 ⇒ sin 6,1.108t = ±≈− 225,01± 0,968 
+ q = 1,39.10-14sin 6,1.108 = 1,39.10-14. (± 0,968) 
 q ≈ ± 1,345 . 10-14C. 
B. Bài giảng: Sòng điện từ 
I. Sóng điện từ: 
 1. Điện từ trường biến thiết có tính chất lan truyền không gian dưới dạng sóng, đó là 
sóng điện từ. 
 2. Sóng điện từ là sóng ngang trong đó 
→→
⊥EB và cùng vuông góc với phương 
truyền sóng. 
→→
EvµB
 3. Vận tốc của sóng điện từ 
 v = λ . f 
II. Phát và thu sóng điện từ 
 1. Phát: Sử dụng khung dao động hở có 2 bản tụ điện tách khỏi nhau rất xa và 1 cuộn 
dây nối giữa 2 bản đó. 
 2. Thu: Bất kỳ vật dẫn nào cũng có thể trở thành cũng thu thu những thuận lợi nhất là 
sử dụng 1 khung dao động hở để thu sóng điện từ. 
Ví dụ 1: 
Mạch chọn sóng của một máy thu gồm 1 cuộn dây có hệ số tự cảm 
L = 0,4 mH mắc với 1 tụ C có điện dung biến thiên từ 1,3pF đến pF. 
 a. Tính đến bước sóng mà khung bắt được 
 b. Khi Cmin để bắt được làn sóng 20m người ta phải mắc thêm vào mạch một tự C2. Tính 
C2 và giải thích cách mắc. 
 Cho vận tốc sóng điện từ v = 300000 km/s. 
 Giải: 
 a. Tính λ 
 Khung dao động bắt sóng điện từ nhờ cộng hưởng cộng hưởng xảy ra khi tần số riêng 
của khung dao đ?ng bằng tần số cường bách của sóng. 
 fr = fsóng ⇒ λ
=
π
v
LC2
1
Môn Vật Lý Th
www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
 ⇔ λ = v . 2π LC (1) 
 * Cmin = 1,3 . 10-12F 
12388
min 10.3,1.10.4,0.10.2.10.3
−−=λ ≈ 43m 
 * Cmax = 18 . 10-12F. 
 λmax = 3 . 108 . 2 . 3,14 ≈−−− 123 10.18.10.4,0 160m 
 Khung bắt được dải sóng từ 43m đến 160m 
 b. Bắt sóng 20m 
 Từ công thức (1) ta thấy để λ càng nhỏ thì C cũng phải càng nhỏ ⇒ tụk C2 phải mắc nối 
tiếp với C ban đầu để làm giảm điện dung. 
 Từ λ2 = v2 . 4π2 . LCbộ 
 ⇔ Cbộ = 
1632
2
22
2
10.9.10.4,0.14,3.4
20
v.L4 −
=
π
λ
 Cbộ = 0,28 . 10-12F = 928 pF. 
C
C2
L 
Điện dung của bộ tụ nối tiếp 
C
1
C
1
C
1
C
1
C
1
C
1
22
−=⇔+=
bébé
⇔ C2 = ≈
−
=
−
−
9283,1
3,1.28,0
CC
CC
bé
bé 0,357 pF. 
Ví dụ 2: 
 Mạch chọn sóng của một máy thu là một khung dao động có một cuộn dây L mắc với 2 
tụ song song: C0 không đổi và CV biến thiên từ 10 pF đến 490 pF ứng với góc quay biến thiên 
từ 0 đến 1800. 
 Với mạch trên máy thu bắt được dải sóng từ 10m đến 50m 
a. Tính C0 và L 
b. Để bắt được sóng 20m phải để tụ xoay ứng với góc quay nào? 
Giải: 
Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
 Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 
www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
a. Tính C0 và L 
+ Hai tụ mức // tương đương với 1 tụ 
 C = C0 + Cv 
L
C
CV
+ Khi bắt sóng điện từ fr = fsóng 
⇒ 
2
2v
LC4
1v
LC2
1
λ
=
π
⇒
λ
=
π
hay C = 
22
2
LV4π
λ
* Khi λmax = 50m 
 Cmax = (C0 + 490)10-12 = 2
2
LV4
50
π
* Khi λmin = 10m 
 Cmin = (C0 + 10) 10-12 = 22
2
LV4
10
π
⇒ ==
+
+
100
2500
10C
490C
0
0 25 ⇔ C0 + 490 = 25 C0 + 250 
 ⇔ 240 = 24C0 
 ⇔ C0 = 10 pF 
+ (10 + 490) 10-12 = 
16
2
10.9.L.14,3.4
50
⇔ L = 
16212 10.9.14,3.4.10.500
2500
−
 ≈ 1,4 . 10-16 H 
α 
b. Bắt sóng 20m 
λ = 50m: (10 + 490) 10-12 = 
2
2
LV4
50
π
λ = 20m: (10 + Cv) 10-12 = 
2
2
LV4
20
π
⇒ 
2500
40.500C10
400
2500
C10
500
v
v
=+⇔=
+
 = 80 
 ⇔ Cv = 70 pF. 
Môn Vật Lý 
 0 Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
 Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 
www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 
Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện 
 Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 
+ Khi tăng Cv từ 10 pF đến 490 pF tức là tăng thêm 480 pF thì α tăng thêm 1800 ⇒ 
trung bình mỗi khi α tăng 10 thì điện đang tăng thêm 
3
8
180
480
= pF. 
+ Để C tăng từ 10 đến 70 pF thì α phải quay 
 α = 
8
3.60
3/8
1070
=
−
 = 22,50