Dao động và sóng điện từ là gì? đồ thị, công thức và bài tập
Dao động và sóng điện từ là một trong những nội dung thường xuyên xuất hiện trong đề thi THPT Quốc Gia. Vì vậy để đạt điểm cao trong kỳ thi này, các em học sinh cần ôn tập kỹ lưỡng và luyện giải nhiều dạng bài tập dao động và sóng điện từ. Trong bài viết dưới đây, chúng mình đã tổng hợp lại kiến thức lý thuyết liên quan đến dao động và sóng điện từ giúp các bạn học sinh dễ dàng ôn luyện.
dao động và sóng điện từ
Dao động và sóng điện từ là gì
1. Dao động điện từ
Dao động điện từ là sự biến thiên tuần hoàn của cường độ điện trường và cường độ từ trường trong không gian.
Dao động điện từ được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống, chẳng hạn như:
- Truyền thông: sóng điện từ được sử dụng trong truyền hình, phát thanh, internet,...
- Giao thông: sóng điện từ được sử dụng trong radar, định vị GPS,...
- Y học: sóng điện từ được sử dụng trong chụp X-quang, chụp CT,...
- Nghiên cứu khoa học: sóng điện từ được sử dụng trong nghiên cứu vật lý, hóa học,...
👉 Xem thêm: Đề thi thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Đề thi thử thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Tài liệu ôn thi thpt quốc gia 2024 môn lý chuẩn xác nhất
👉 Xem thêm: Cấu trúc để thi lý thpt quốc gia 2024 chuẩn nhất
2. Sóng điện từ
Sóng điện từ là sự lan truyền của dao động điện từ trong không gian. Sóng điện từ có thể lan truyền trong chân không và trong các môi trường vật chất.
Đặc điểm của sóng điện từ
- Sóng điện từ là sóng ngang, nghĩa là hướng dao động của điện trường và từ trường vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
- Sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng trong chân không, trong môi trường vật chất thì vận tốc sóng điện từ sẽ nhỏ hơn vận tốc ánh sáng trong chân không.
- Sóng điện từ mang năng lượng, thông tin và động lượng.
Phân loại sóng điện từ
- Sóng cực ngắn (VHF - Very High Frequency)
- Sóng ngắn (HF - High Frequency)
- Sóng trung (MF - Medium Frequency) và Sóng trung cao (HF - High Frequency)
- Sóng dài (LF - Low Frequency) và Sóng rất dài (VLF - Very Low Frequency)
Đồ thị dao động và sóng điện từ
Đồ thị dao động và sóng điện từ là đồ thị thể hiện sự biến thiên của điện trường và từ trường theo thời gian. Trên đồ thị dao động điện từ, điện trường và từ trường luôn vuông góc với nhau và với phương truyền sóng.
Các thông tin có thể được xác định từ đồ thị dao động và sóng điện từ:
- Biên độ: là độ lớn của dao động điện từ, được xác định bằng khoảng cách từ giá trị cực đại đến giá trị cân bằng.
- Chu kỳ: là thời gian để một dao động điện từ hoàn thành một chu kỳ.
- Tần số: là số dao động điện từ thực hiện trong một giây.
- Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền của dao động điện từ trong môi trường.
Đăng ký nhận học bổng ngay
Các công thức dao động và sóng điện từ
1. Công thức dao động điện từ
Điện tích trên tụ điện trong mạch dao động LC: q(t) = Q0 cos(ωt + φ)
Trong đó:
- q(t) là điện tích trên tụ điện tại thời điểm t
- φ là pha của dao động điện từ
Điện áp giữa hai bản tụ điện trong mạch dao động LC: u(t) = u0 cos(ωt + φ)
Trong đó:
- u(t) là điện áp giữa hai bản tụ điện tại thời điểm t
- u0 là biên độ của điện áp giữa hai bản tụ điện
- ω là tần số góc của dao động điện từ
Tần số góc của dao động điện từ: ω = 1LC
Trong đó:
- ω là tần số góc của dao động điện từ
- L là năng lượng từ trường trong cuộn cảm
- C là điện dung của tụ điện
Chu kỳ của dao động điện từ: T = 2πLC
Trong đó:
- T là chu kỳ của dao động điện từ
- L là năng lượng từ trường trong cuộn cảm
- C là điện dung của tụ điện
Tần số của dao động điện từ: f = 1T = 12πLC
Trong đó:
- f là tần số của dao động điện từ
- T là chu kỳ của dao động điện từ
- L là năng lượng từ trường trong cuộn cảm
- C là điện dung của tụ điện
Biên độ của dao động điện từ: Q0 = u0LC
Trong đó:
- Q0 là biên độ của điện tích trên tụ điện
- u0 là biên độ của điện áp giữa hai bản tụ điện
- L là năng lượng từ trường trong cuộn cảm
- C là điện dung của tụ điện
Năng lượng điện trường trong tụ điện: WE = 12CE2
Trong đó:
- W là năng lượng điện từ trong mạch dao động LC
- E là năng lượng điện trường trong tụ điện
- C là điện dung của tụ điện
- E là năng lượng điện trường trong tụ điện
Năng lượng từ trường trong cuộn cảm: WL = 12LI2
Trong đó:
- W là năng lượng điện từ trong mạch dao động LC
- L là độ tự cảm của cuộn cảm
Năng lượng điện từ trong mạch dao động LC:
W = WE + WL = 12CE2 + 12LI2
Trong đó:
- W là năng lượng điện từ trong mạch dao động LC
- L là độ tự cảm của cuộn cảm
- E là năng lượng điện trường trong tụ điện
- C là điện dung của tụ điện
2. Công thức sóng điện từ
Tốc độ truyền sóng điện từ: c = 1f
Trong đó:
- c là tốc độ truyền sóng điện từ, bằng 299.792.458 m/s trong chân không
- f là tần số của sóng điện từ
Bước sóng của sóng điện từ: λ = cf
Cường độ điện trường của sóng điện từ: E = E0 cos(ωt - kx)
Trong đó:
- E là cường độ điện trường của sóng điện từ tại thời điểm t và vị trí x
- E0 là biên độ của cường độ điện trường của sóng điện từ
- ω là tần số góc của sóng điện từ
- k là vector truyền sóng, có độ lớn bằng 2π/λ
Cường độ từ trường của sóng điện từ: B = B0 cos(ωt - kx)
Trong đó:
- B là cường độ từ trường của sóng điện từ tại thời điểm t và vị trí x
- B0 là biên độ của cường độ từ trường của sóng điện từ
- ω là tần số góc của sóng điện từ
- k là vector truyền sóng, có độ lớn bằng 2π/λ
Kinh nghiệm học dao động và sóng điện từ
Bước đầu tiên và quan trọng nhất khi học dao động và sóng điện từ là nắm vững các định nghĩa, định luật, công thức,... của chuyên đề này. Có thể tham khảo sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, hoặc tìm hiểu trên mạng để có thêm kiến thức.
Luyện tập bài tập là cách tốt nhất để học sinh hiểu và vận dụng kiến thức của chuyên đề dao động và sóng điện từ. Học sinh có thể luyện tập các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, đề thi thử hoặc tham khảo các file bài tập uy tín trên internet.
kinh nghiệm học giao động và sóng điện từ
Hy vọng với những kinh nghiệm mà chúng mình đã chia sẻ trên đây sẽ giúp các bạn học sinh có quá trình học tập và ôn thi hiệu quả. BTEC FPT chúc bạn thành công trên con đường học tập.
Copy link
Đã sao chép
Tin tức mới nhất
Nhập học liền tay
