Bài tập về sóng điện từ
(A)Tóm tắt một số vấn đề lý thuyết cơ bản:
( )
•
Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường:
⊕
Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tai nơi đó xuất hiện một điện
trường xoáy
⊕
Điện trường xoáy là điện trường có đường sức từ là những đường cong khép kín
( )
•
Tại nơi điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường và
đường sức từ của từ trường luôn khép kín
∗
Tại điểm từ trường biến thiên xuất hiện một điện trường xoáy hoặc tại điểm điện trường
biến thiên xuất hiện từ trường thì tại điểm đó chúng luôn dao động cùng pha với nhau
⇒
Vì vậy ta thấy giữa từ trường và điện trường có mối liên hệ chặt chẽ với nhau
hai trường này tạo nên một trường thống nhất gọi điện từ trường:
( )
B
Sóng điện từ là gì?
a) Khái niệm :
Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong một khoảng không gian
b)Đặc điểm của sóng điện từ:
⊕
Sóng điện từ có khả năng lan truyền trong các môi trường rắn lỏng khí và cả trong môi
trường chân khồng với tốc độ bằng tốc độ ánh sang
( )
s

mm 1000100
<<
λ
⊕
Sóng dài có bước sóng:
km1>
λ
( )
∗
Đặc điểm của các loại sóng:
( )
•
Các vùng sóng bị hấp thụ
Không khí hấp thụ mạnh sóng dài , sóng cực ngắn , sóng trung , nó cũng hấp thụ sóng
ngắn tuy nhiên tại những khoảng tương đói hẹp thì không khí không thể hấp thụ được
sóng ngắn(16m,25m,31m,41m,49m,60m,75,,90m)
( )
•
Sự phản xạ trong tầng điện li
Tầng điện là một lớp khí quyển trong đó các phần tử khí đã bị ion hóa bởi tia tử ngoại của
mặt trời, tâng điện li có độ cao khoảng từ 80km->800km
⊕
Sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li và mặt đất cũng như mặt nước nên có khả năng
truyền năng lượng đi đươc hàng chục nghìn km
⊕
Sóng dài bị tầng điện li và mặt đất hấp thụ mạnh nên không truyền được đi xa trên mặt
đất nhưng lại phản xạ tốt trên nước nên thường được dung để truyền thông tin trên biển
⊕
Ban ngày sóng trung bị tầng điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi được xa, nhưng
ban đêm sóng trung bị tầng điện li phản xạ mạnh nên truyền đi được rất xa vào ban đêm

2
Máy phát sóng điện từ cao tần
( )
3
Máy biến điệu
( )
4
Mạch khuyến đại
( )
5
Ăngten thu
b.2) Sơ đồ của máy phát thanh đơn giản
( )
1
Awngten phát
( )
2
Máy phát sóngđiện từ cao tần
( )
3
Mạch tách sóng
( )
4
Mạch khuyếch đại sóng điện từ âm tần
( )
5
Loa
B Các dạng bài tập cơ bản
Dạng 1 : Bài toán liên quan tới sự lan truyền của điện từ trường:
( )

∂
n
số dao động âm tần,
f
là tần số dao động cao tần và,
∂
f
là tần số dao động âm tần!
VD Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, người ta sử dụng bằng cách biến điệu
biên độ, tức là làm cho biên độ của điện từ cao tần biến thiên theo thời gian với tần số
bằng tần số của dao động âm tần.Cho tần số sóng mang là 800k(HZ). Khi dao động âm tần
có tần số 1k(HZ) thực hiện được 1 dao động thì dao động cao tần thực hiện được số dao
động toàn phần là:
Giải:
Thay vào biểu thức (1) số dao động của tần số cao tần là 800
( )
∗
Ứng dụng của sóng điện từ trong định vị
a) Đo khoảng cách:
Gọi
t
là thời gian từ lúc phát sóng đến lúc thu được sóng phản xạ thì thời gian truyền đi
là
2
t
:
2
t
cl ×=
vơi c là tốc độ ánh sáng

s
µ
75
.Tìm tốc độ
trung bình ? biết
( )
s
m
c
8
103×=
Giải:
( )
( )
( )
s
m
t
ll
v
mcl
mcl
tb
5
120
600
11400
2
1076
12000

1
I
Q
cLCc
LC
f
LCT
LC
××=××=
=
=
=
ππλ
π
π
ω
( )
∗
Trường hợp tụ điện là tụ phẳng thì
•
d
S
C
π
ε
4109
9
××
=
•

0
2 LCc
o
πλ
×=
( )
∗
Nếu tụ điện là tụ xoay từ n tấm kim loại đặt cách đều nhau những khoảng d thì ta
được bộ tụ gồm (n-1) tụ giống nhau (mỗi tụ có điện dung
d
S
C
π
ε
4109
9
0
××
=
)ghép song
song thì khi đó
( )
0
1 CnC
b
−=
•
Nếu tụ điện là tụ xoay từ n tấm kim loại đặt cách đều nhau những khoảng d thì ta được
bộ tụ gồm (n-1) tụ giống nhau (mỗi tụ có điện dung
d

8
103×=
, tìm bước sóng
Giải:
d
S
C
π
4109
1
9
0
××
×
=
=
39
4
1014,34109
1014,3
−
−
××××
×
=2,77
pF
mLCc
FCC
b
b

+
×=
+×=
×=
×=
πλ
πλ
πλ
πλ

2
2
22
1
2
//
2
2
2
1
111
nt
λ
λ
λ
λλλ
=+
=+
⇒
0

CLC
LCc
πλ
22
8
max
11
8
min
106
106
CL
CL
×=
×=
⇒
πλ
πλ
maxmin
λλλ
<<⇒
( )
3
Bài toán liên quan tới tụ xoay
Một chú ý khi giải: Thông thường đối với dạng toán này người ta cho 2 khoảng giá trị (1)
là khoảng góc
21
ααα
<<
,(2) khoảng giá trị cua điện dụng

1
12
1
αα
αα
αα
αα
−
−
=
−
−
⇒
−
−
=
−
−
CC
CC
CC
CC
ta có mối liên hệ với bước
sóng và tần số như sau; ta thấy
2
λ
tỉ lệ vơi
C
và
2−

2
2
2
1
2
3
ff
ff
12
13
αα
αα
−
−
VD: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm 1 cuộn dây có
( )
mHL
2
108
1
π
=
và 1
tụ xoay.Tụ xoay có điện dung biến thiên theo góc xoay
( )
pFC 30+=
α
biết
( )
s

khi góc xoay từ
00
1800 →
thì bước sóng có giá trị là bao nhiêu??
Giải: Áp dụng công thức
12
1
12
1
αα
αα
−
−
=
−
−
CC
CC
ta có
mLCpFC
C
135106
2
510
0180
0
10500
10
8
≈×=⇒=⇒

CC
b
>
mắc // thì
xb
CCC +=
0
⊕
0
CC
b
<
mắc nt thì
x
x
b
CC
CC
C
+
=
0
0
( )
∗
Nếu cho
21
,
λλ
thì từ công thức bước sóng

×××
=
162
2
2
2
1094
π
λ
( )
∗
Nếu
0
11
CCC
bb
>>
thì bộ tụ ghép //
⇔
0
0
1
22
1
CCC
CCC
bx
bx
−=
−=

x
−
=
−
=
Biểu thức này đung để xác định khoảng giá trị của tụ xoay!
( )
∗
Nếu cho
21
,
λλ
yêu cầu tìm
L
hoặc
0
C
thì từ công thức
b
LCc
πλ
2×=
1) ghép//:
⇒+×= )(2
0 x
CCLc
πλ
( )
22
1

1
2
1094
b
C
L
×××
=
π
λ
( )
5
Mạch thu sóng có điện trở
•
Khi thu đươc sóng điện từ có bước sóng λ thì trong mạc có hiện tượng công hưởng
với sóng này:
λ
π
πω
8
106
2
1 ×
=== f
LC
•
Dong điện hiệu dụng cực đại khi thu được sóng có bước sóng λ
R
E
Z

2
C
C
nR
ω
∆
≈
từ biểu thức này ta có thể tìm
λ
π
πω
8
106
2
1 ×
=== f
LC
VD Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm 1 cuộn dây có độ tự cảm L=2,5
( )
H
µ
và 1 tụ xoay, R=1,5(mΩ) sau khi bắt được sóng có λ=21,5. thì xoay nhanh tụ sao cho
E=const và đòng điện giảm 1000 lần . Hỏi điện dung thay đổi thế nào
Giải:Áp dụng công thức
λ
π
πω
8
106
2

Lúc này mạch cộng hưởng với sóng điện vơi bước sóng:
)(2
0
CCLc ∆+×=
πλ
nếu C tăng
)(2
0
CCLc ∆−×=
πλ
nếu C giảm