Đáp án vật lí 11 chân trời sáng tạo Bài 7. Sóng điện từ

BÀI 7. SÓNG ĐIỆN TỪ 

I. ĐỊNH NGHĨA VÀ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ

Thảo luận 1 trang 46 sgk vật lý 11 ctst

So sánh sóng điện tử và sóng cơ về: môi trường truyền, tốc độ truyền, sóng ngang hay sóng dọc.

Đáp án:

Thảo luận 2 trang 46 sgk vật lý 11 ctst

Khi sóng điện từ truyền qua hai môi trường khác nhau, bước sóng của nó có bị thay đổi không? Giải thích.

Đáp án:

Trong các môi trường khác nhau, tần số của sóng điện từ không đổi, nhưng tốc độ truyền sóng thay đổi nên bước sóng của sóng điện từ cũng thay đổi khi truyền trong các môi trường khác nhau do v = c/n

Thảo luận 3 trang 46 sgk vật lý 11 ctst

Dựa vào Hình 7.2 và cho biết bước sóng của vùng ánh sáng nhìn thấy.

Đáp án:

Bước sóng của vùng ánh sáng nhìn thấy là từ 380 nm đến 760 nm.

II. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ

Thảo luận 4 trang 46 sgk vật lý 11 ctst

Dựa vào số liệu trong Hình 7.2, xác định tần số của ánh sáng nhìn thấy.

Đáp án:

Ta có: f = c/λ

Tần số của ánh sáng nhìn thấy là xấp xỉ từ 3,95.10¹⁴Hz đến 7,89.10¹⁴Hz

Luyện tập trang 48 sgk vật lý 11 ctst

Vào thời điểm năm 2022, điện thoại di động ở Việt Nam sử dụng sóng điện từ có tần số trong khoảng từ 850 MHz đến 2 600 MHz. Tính bước sóng của sóng điện từ tương ứng với dải tần số này. Mắt chúng ta có thể thấy được các sóng này không? Vì sao?

Đáp án:

Ta có: λ = c/f

Bước sóng của sóng điện từ tương ứng với dải tần số là từ 0,115 m đến 0,353 m

Mắt chúng ta không thể nhìn thấy sóng này vì sóng này có bước sóng và tần số nằm ngoài khoảng ánh sáng nhìn thấy.

Vận dụng trang 48 sgk vật lý 11 ctst

Tìm hiểu và giải thích vì sao khi sử dụng tia X để chụp ảnh trong y khoa như Hình 7.3, ta có thể thấy được xương của bàn tay.

Đáp án:

Năng lượng của ánh sáng tỉ lệ nghịch với bước sóng; bước sóng càng nhỏ thì năng lượng càng lớn, vì vậy tia X (có bước sóng khoảng $10-10 m) có năng lượng lớn và có khả năng đàm xuyên qua một số chất có nguyên tử lượng nhỏ như da, thịt, nhưng bị cản lại một phần bởi xương. Thành phần tia X đâm xuyên ion hoá và làm đen tấm phim, phần bị xương cản lại không tới được tấm phim hoặc ion hoá ít nên tấm phim vẫn có màu trắng, từ đó hình thành hình ảnh chụp X-quang.Tia X là một dạng bức xạ như ánh sáng hoặc sóng vô tuyến. Nó đi qua hầu hết các vật thể, kể cả cơ thể. Khi nó tập trung vào kiểm tra vùng bàn tay thì tia X sẽ đâm xuyên qua vùng này và được ghi lại bằng hình ảnh trên phim. Các phần khác nhau của cơ thể sẽ hấp thụ tia X ở mức khác nhau. Xương hấp thụ phần lớn tia X trong khi các mô mềm như cơ, mỡ và các cơ quan cho phép tia X đi qua chúng. Kết quả là xương sẽ xuất hiện màu trắng trên phim, mô mềm xuất hiện màu xám và không khí màu đen. Hầu hết các hình ảnh X- quang là được lưu trữ tại máy chụp. Những hình ảnh lưu trữ được dễ dàng truy cập để chẩn đoán bệnh và theo dõi bệnh.

Bài tập 1 trang 48 sgk vật lý 11 ctst

Hình 7P.1 mô tả các hiện tượng xảy ra đối với sóng vô tuyến có các tần số khác nhau do tác dụng của tầng điện li ở khí quyển.

a) Gọi tên các hiện tượng liên quan đến sóng vô tuyến có tần số 5 MHz và 100 MHz.

b) Giải thích vì sao các sóng vô tuyến ngắn được sử dụng để truyền thông tin trên mặt đất.

Đáp án:

a) Trên Hình 7P.1 SGK, sóng vô tuyến có tần số 5 MHz bị phản xạ bởi tầng điện li trong khi sóng có tần số 100 MHz truyền qua được tầng điện li nhưng bị đổi phương đó là hiện tượng khúc xạ.

b) Các sóng vô tuyến ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li cũng như trên mặt đất và mặt nước biển. Nhờ có sự phản xạ liên tiếp trên tảng điện li và trên mặt đất nên các sóng ngắn có thể truyền đi rất xa trên mặt đất (có thể đến vài chục nghìn km). Mặt khác, trong một số vùng tương đối hẹp, sóng ngắn hầu như không bị không khí hấp thụ. Do đó, sóng ngắn thường được sử dụng để truyền thông tin trên mặt đất.

Bài tập 2 trang 48 sgk vật lý 11 ctst

Các tia UV-A (có bước sóng trong khoảng từ 320 nm đến 400 nm) trong ánh sáng mặt trời có thể có tác dụng sinh học tốt như kích thích sự sản sinh vitamin D. Nhưng các tia UV-B có bước sóng trong khoảng từ 280 nm đến 320 nm lại có thể nguy hiểm như gây ung thư da.

Bằng cách tra cứu sách, báo, hãy lập biểu đồ cho biết ở địa phương em, trong khoảng thời gian nào của một năm và thời gian nào trong ngày ta cần phải phòng tránh tia UV-B.

Đáp án:

Các bạn có thể xem và thu thập thông tin về lượng tia UV hàng ngày ở các địa phương qua một số trang web như: Uvlens.com, accuweather.com,kttv.gov.vn,... hoặc ứng dụng SunSmart Global UV do Liên hợp quốc giới thiệu để theo dõi và ghi nhận

Biểu đồ dự báo tia UV ở thành phố Hà Nội ngày 24/3/2023

Khoảng thời gian nắng gay gắt bắt đầu từ 9h sáng đến khoảng hơn 15h và có lượng tia UV cao nên hạn chế ra ngoài vào thời gian đó, nếu phải ra ngoài hãy mặc quần áo dài để che nắng, đeo kính chống tia UV, bôi kem chống nắng,...

Bài tập trang 48 sgk vật lý 11 ctst

Một vệ tinh nhân tạo chuyển động ở độ cao 575 km so với mặt đất phát sóng vô tuyến có tần số 92,4 MHz với công suất bằng 25,0 kW về phía mặt đất. Hãy tính cường độ sóng nhận được bởi một máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh. Bỏ qua sự hấp thụ sóng của khí quyển.

Đáp án:

Cường độ sóng nhận được bởi một máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh là:

I = P/(4πr²) = (25.10³)/(4π575.103) = 6,017.10⁻⁹(W/m2)