Đáp án Vật lí 12 kết nối Bài 19: Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

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?

Hướng dẫn chi tiết:

Sóng điện từ được tạo thành: 

+ 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.

Ví dụ: sấm sét. Khi sét đánh, sẽ tạo ra sự thay đổi đột ngột của điện từ trường và từ trường, từ đó tạo sóng điện từ.

Sóng điện từ được lan truyền:

+ Sóng điện từ có thể lan truyền trong môi trường chân không, môi trường vật chất rắn, lỏng và khí. 

+ Sóng điện từ lan truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng (3 x 10⁸ m/s) trong chân không. 

+ 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.

+ Ứng dụng sóng điện từ trong y tế, khoa học kĩ thuật, điện tử viễn thông.

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

Hướng dẫn chi tiết:

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.

Hướng dẫn chi tiết:

II. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

Hoạt động 1: Nêu mô hình sóng điện từ.

Hướng dẫn chi tiết:

* 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). 

- Điện trường: là một trường lực có hướng và cường độ tác dụng lực lên các điện tích.

- Từ trường: là một trường lực có hướng và cường độ tác dụng lực lên các nam châm và điện tích chuyển động.

* 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.

* Ứng dụng của mô hình sóng điện từ: giải thích các hiện tượng vật lý liên quan đến sóng điện từ, thiết kế các thiết bị điện tử, nghiên cứu khoa học,…

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

Hướng dẫn chi tiết:

Phương truyền sóng điện từ trong Hình 19.5 đang lan truyền theo phương nằm ngang.

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.

Hướng dẫn chi tiết: