Bài giảng môn Vật lý 12 - Bài 22: Sóng điện từ

BÀI 22: SÓNG ĐiỆN TỪ 
“Từ việc nghiên cứu các thiên hà xa xôi, điều khiển con tàu vũ trụ, truyền thanh, truyền hình, đến việc chữa bệnh, đun nấu bằng lò vi sóng tất cả đều sử dụng sóng điện từ.” 
SÓNG ĐiỆN TỪ 
Sóng điện từ là gì? 
	 - Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. 
2. Những đặc điểm của sóng điện từ: 
Đặc điểm thứ nhất 
Lan truyền trong chân không 
Lan truyền trong các điện môi 
Tốc độ lan truyền lớn nhất và bằng tốc độ ánh sáng, c=3.10 8 m/s . Là cơ sở để khẳng định ánh sáng là sóng điện từ.v 
Tốc độ lan truyền nhỏ hơn trong chân không. 
Phụ thuộc vào hằng số điện môi. 
Bước sóng điện từ : λ = v.T = 
v 
f 
 v: vận tốc truyền sóng (m/s) 
 f : tần số sóng (Hz) 
 T: chu kì sóng (s) 
Đặc điểm thứ 2 : Sóng điện từ là sóng ngang 
 B và E cùng vuông góc với phương truyền sóng tạo thành 1 tam diện thuận. 
 Vecto cường độ điện trường E và vecto cảm ứng từ B luôn vuông góc với nhau. 
E 
B 
Đặc điểm thứ 3 
Dao đông của điện trường và từ trường tại 1 điểm luôn luôn đồng pha với nhau. 
Đặc điểm thứ 4 
Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa. 
Đặc điểm thứ 5 
Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài km, gọi là các sóng vô tuyến. Gồm có: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung, sóng dài. 
Đặc điểm thứ 6 
Sóng điện từ mang năng lượng. Tần số càng cao thì năng lượng sóng càng lớn và bước sóng càng ngắn. 
Nguồn phát sóng điện từ rất đa dạng: 
Tia lửa điện 
Cầu dao 
Cột sóng 
II- SỰ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYếN TRONG KHÍ QUYỂN: 
Các khái niệm: 
Sóng vô tuyến là các sóng điện tử có bước sóng từ vài mét đến vài km được dùng trong thông tin liên lạc. 
Phân loại: 
2.	Các vùng sóng ngắn ít bị hấp thụ: 
-	 Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn, nên các sóng này không thể truyền đi xa. Khoảng cách tối đa của sự truyền sóng này là từ vài km đến vài chục km. 
-	Không khí cũng hấp thụ mạnh sóng điện từ ở vùng bước sóng ngắn. Trong 1 số vùng hẹp, sóng có bước sóng ngắn hầu như không bị không khí hấp thụ. 
3.	 Sự phản xạ của các sóng ngắn trên tầng điện li: 
Tầng điện li là 1 lớp khí quyển, trong đó các phân tử khí đã bị ion hóa rất mạnh dưới tác dụng của các tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời. 
Nó có khả năng dẫn điện, nên có thể phản xạ sóng điện từ như một mặt kim loại. 
Tầng điện li kéo dài từ độ cao 80km đến 800 km. 
Các sóng ngắn (có tần số lớn) phản xạ rất tốt trên tầng điện li, trên mặt đất và mặt nước biển ( giống như ánh sáng). Sóng ngắn đi xa nhất. 
Nhờ có sự phản xạ liên tiếp trên tầng điện li ( như một gương cầu lõm) và trên mặt đất ( như 1 gương cầu lồi) mà các sóng ngắn có thể truyền đi rất xa (vài chục nghìn km) trên mặt đất. 
Những sóng có tần số lớn hơn 30MHz( vi sóng hay còn gọi là sóng cực ngắn) thì không phản xạ mà đi xuyên qua tầng điện li, hoặc chỉ có khả năng truyền thẳng từ nơi phát đến nơi thu. Vì vậy chúng dùng để thông tin trong cự li vài chục km, hoặc truyền thông qua vệ tinh. 
	Như vậy: 
Anten dùng để phát sóng điện từ: 
Anten phát sóng wifi  
ANTEN DÙNG ĐỂ THU SÓNG ĐiỆN TỪ: 
Anten thu sóng di động ngoài trời 
Anten thu sóng wifi 
Anten thu sóng truyền hình số 
Anten thu sóng