Bài 19. Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ trang 82, 83, 84 Vật Lí 12 Kết nối tri thức
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?
Câu hỏi tr 82 CHMĐ
Trả lời câu hỏi mở đầu trang 82 SGK Vật lí 12 Kết nối tri thức
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?
Phương pháp giải:
Thang sóng điện từ bao gồm rất nhiều vùng như hồng ngoại, tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy,...
Lời giải chi tiết:
- Sóng điện từ được tạo thành bởi sự biến thiên của điện trường và từ trường. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sẽ sinh ra một từ trường biến thiên, và ngược lại. Từ trường biến thiên sẽ sinh ra điện trường biến thiên, và cứ thế tiếp tục. Quá trình này tạo ra một sóng điện từ lan truyền trong không gian.
- Sóng điện từ lan truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng (299.792.458 m/s).
Câu hỏi tr 82 HĐ
Trả lời câu hỏi hoạt động trang 82 SGK Vật lí 12 Kết nối tri thức
So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa điện trường gây ra bởi điện tích đứng yên và điện trường xoáy.
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về điện trường gây ra bởi điện tích đứng yên và điện trường xoáy.
Lời giải chi tiết:
Giống nhau:
- Cả hai đều là dạng điện trường, có thể tác dụng lên các điện tích khác.
- Cả hai đều có thể được biểu diễn bằng vectơ cường độ điện trường.
- Cả hai đều tuân theo nguyên lý chồng chất điện trường.
Khác nhau:
|
Đặc điểm |
Điện trường do điện tích đứng yên |
Điện trường xoáy |
|
Nguồn gốc |
Do điện tích đứng yên tạo ra |
Do từ trường biến thiên theo thời gian tạo ra |
|
Đường sức điện |
Là những đường cong hở, bắt đầu từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm |
Là những đường cong kín |
|
Cường độ điện trường |
Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điện tích đến điểm xét |
Phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ trường |
|
Công thức tính cường độ điện trường |
\(E = \frac{{kq}}{{{r^2}}}\) |
\(E = \frac{1}{c}\frac{{dB}}{{dt}}\) |
|
Ứng dụng |
Dùng để giải thích các hiện tượng điện từ học tĩnh |
Dùng để giải thích các hiện tượng cảm ứng điện từ |
Câu hỏi tr 83 CH
Trả lời câu hỏi trang 83 SGK Vật lí 12 Kết nối tri thức
So sánh điểm khác nhau cơ bản giữa điện từ trường với điện trường, từ trường.
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về điện từ trường với điện trường, từ trường
Lời giải chi tiết:
So sánh điểm khác nhau cơ bản giữa điện từ trường với điện trường, từ trường
- Khái niệm:
+ Điện trường: Là môi trường điện được tạo ra bởi các hạt mang điện và tác dụng lực điện lên các hạt mang điện khác đặt trong nó.
+ Từ trường: Là môi trường từ được tạo ra bởi các hạt mang điện chuyển động (dòng điện, nam châm) và tác dụng lực từ lên các vật liệu từ đặt trong nó.
+ Điện từ trường: Là sự kết hợp của điện trường và từ trường, là môi trường điện từ được tạo ra bởi các hạt mang điện chuyển động và tác dụng lực điện từ lên các hạt mang điện khác đặt trong nó.
- Nguồn gốc:
+ Điện trường: Do các hạt mang điện đứng yên tạo ra.
+ Từ trường: Do các hạt mang điện chuyển động tạo ra.
+ Điện từ trường: Do các hạt mang điện chuyển động tạo ra.
- Biểu hiện:
+ Điện trường: Biểu hiện bằng cường độ điện trường (E).
+ Từ trường: Biểu hiện bằng cảm ứng từ (B).
+ Điện từ trường: Biểu hiện bằng cả cường độ điện trường (E) và cảm ứng từ (B).
- Tác dụng:
+ Điện trường: Tác dụng lực điện lên các hạt mang điện.
+ Từ trường: Tác dụng lực từ lên các vật liệu từ.
+ Điện từ trường: Tác dụng lực điện từ lên các hạt mang điện.
- Mối liên hệ:
+ Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa lẫn nhau thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ.
+ Điện từ trường là một dạng vật chất thống nhất, bao gồm cả điện trường và từ trường.
- Ứng dụng:
+ Điện trường: Dùng trong nhiều lĩnh vực như truyền tải điện năng, thông tin liên lạc, ...
+ Từ trường: Dùng trong nhiều lĩnh vực như y tế, công nghiệp, ...
+ Điện từ trường: Dùng trong nhiều lĩnh vực như radar, viễn thông, ...
Câu hỏi tr 84 HĐ
Trả lời câu hỏi hoạt động trang 84 SGK Vật lí 12 Kết nối tri thức
1. Nêu mô hình sóng điện từ.
2. Hãy cho biết phương truyền sóng điện từ trong Hình 19.5.
3. Dựa vào mô hình sóng điện từ; hãy chứng tỏ sóng điện từ là sóng ngang, có thể lan truyền trong chân không.
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về sóng điện từ
Lời giải chi tiết:
1. Sóng điện từ được mô hình hóa bởi sự dao động của điện trường và từ trường vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
2. Hình 19.5 mô tả một sóng điện từ đang lan truyền theo phương nằm ngang.
3.
- Trong sóng điện từ, vectơ \(\overrightarrow E \) và vectơ \(\overrightarrow B \) đều dao động vuông góc với phương truyền sóng. Do đó, sóng điện từ là sóng ngang
- Sóng cơ học cần môi trường vật chất để truyền năng lượng. Sóng điện từ không cần môi trường vật chất để truyền năng lượng. Trong mô hình sóng điện từ, vectơ \(\overrightarrow E \) và vectơ \(\overrightarrow B \) liên kết với nhau và truyền năng lượng cho nhau. Do đó, sóng điện từ có thể lan truyền được trong chân không
Câu hỏi tr 85 CH
Trả lời câu hỏi trang 85 SGK Vật lí 12 Kết nối tri thức
1. Sóng điện từ khác sóng cơ ở điểm nào?
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 \(\overrightarrow E \) và vectơ \(\overrightarrow B \) luôn đồng pha nhau
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về sóng điện từ
Lời giải chi tiết:
1
|
Đặc điểm |
Sóng cơ |
Sóng điện từ |
|
Môi trường truyền |
Cần môi trường vật chất |
Không cần môi trường vật chất (có thể truyền trong chân không) |
|
Loại sóng |
Sóng dọc và sóng ngang |
Sóng ngang |
|
Tốc độ truyền |
Phụ thuộc vào tính chất của môi trường |
Tốc độ ánh sáng (299.792.458 m/s) |
|
Ví dụ |
Sóng âm, sóng nước |
Ánh sáng, sóng vô tuyến, tia X |
2.
B sai vì sóng điện từ có thể lan truyền trong chân không, khác với sóng cơ cần môi trường vật chất để truyền.
Đáp án B