CHỦ ĐỀ 2. SÓNG VÔ TUYẾN - SÓNG ĐIỆN TỪ
I. SÓNG VÔ TUYẾN
1. PHÂN LOẠI
Sóng cực ngắn có bước sóng từ 0,01m → 10m (năng lượng lớn nhất)
Sóng ngắn có bước sóng từ 10 → 100m
Sóng trung có bước sóng từ 100 → 1000m
Sóng dài có bước sóng từ 1km → 100km
2. TÍNH CHẤT
Sóng điện từ (ánh sáng): truyền được trong rắn, lỏng, khí và chân không.
Sóng điện từ là SÓNG NGANG.
Khi đi từ môi trường này sang môi trường khác thì:
KHÔNG ĐỔI: chu kì, tần số.
THAY ĐỔI: vận tốc, bước sóng.
Tăng nhiệt độ thì vận tốc sóng điện từ GIẢM.
Trong quá trình lan truyền, sóng điện từ mang theo NĂNG LƯỢNG.
Sóng điện từ (ánh sáng): tuân theo qui luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ.
3. ỨNG DỤNG
Năng lượng ∼ 1/λ
Tầng điện li (cách mặt đất từ 80km → 800km) phản xạ sóng ngắn, trung, dài.
SÓNG CỰC NGẮN XUYÊN THỦNG TẦNG ĐIỆN LI.
Tầng khí quyển HẤP THỤ sóng cực ngắn, trung, dài nên các sóng này chỉ truyền được vài km đến vài chục km.
Tầng khí quyển KHÔNG HẤP THỤ SÓNG NGẮN.
=> sóng ngắn bị phản xạ ở tầng điện li và mặt đất nên sóng ngắn truyền đi xa nhất vài chục nghìn km trên mặt đất.
Sóng cực ngắn: Thông tin liên lạc vũ trụ, ra - đa quân sự phát hiện mục tiêu bay, điện thoại, lò vi sóng.
Sóng trung: Truyền tin ban đêm.
Sóng dài: Truyền tin dưới nước.
* Truyền thanh: TẤT CẢ trừ sóng DÀI.
* Truyền hình: Sóng cực ngắn.
II. SƠ ĐỒ MÁY PHÁT THANH VÀ THU THANH VÔ TUYẾN ĐƠN GIẢN
1. MÁY PHÁT THANH
Micro (1) → Mạch phát sóng điện từ cao tần (2) → Mạch biến điệu (3) → Mạch khuếch đại (4) → Anten phát (5)
↓
(trộn sóng âm tầng và sóng điện cao tầng)
2. MÁY THU THANH
Anten thu (1) → Mạch chọn sóng (2) → Mạch tách sóng (3) → Mạch khuếch đại (4) → Loa (5)
↓
(tách sóng âm tầng và sóng điện cao tầng)
Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ trong mạch LC.
3. MẠCH DAO ĐỘNG HỞ
Trong quá trình truyền sóng điện từ, mạch LC hầu như không bức xạ ra bên ngoài đó là mạch dao động kín.
Nếu tách 2 cực ở tụ điện C ra và tách xa các vòng dây của cuộn cảm L
=> Điện từ trường lan tỏa ra không gian đó là mạch dao động hở.
VD. Anten là mạch dao động hở.
III. ĐIỆN TRƯỜNG - TỪ TRƯỜNG - ĐIỆN TỪ TRƯỜNG
Điện tích đứng yên sinh ra điện trường.
Điện trường tác dụng lên điện tích đứng yên và điện tích chuyển động.
Điện trường gồm có:
-
- Điện trường tĩnh.
- Điện trường xoáy.
Điện tích chuyển động, dòng điện không đổi, nam châm đứng yên sinh ra từ trường.
Từ trường tác dụng lên điện tích chuyển động, dòng điện không đổi, nam châm đứng yên. Từ trường LUÔN XOÁY.
Dòng điện xoay chiều, tia lửa điện, sấm sét, đóng ngắt cầu dao, tụ phóng điện hay tích điện, nam châm quay sinh ra điện từ trường.
Điện trường và từ trường KHÔNG TỒN TẠI ĐỘC LẬP dù CÓ THỂ QUAN SÁT ĐỘC LẬP.
TĨNH: đường sức là đường hở.
XOÁY: đường sức là đường cong khép kín.
IV. ĐƯỜNG TỪ TRƯỜNG - THUYẾT ĐIỆN TỪ MAXWELL
Nếu tại một nới có từ trường biến thiên theo thời gian thì nơi đó xuất hiện điện trường xoáy.
Nếu tại một nới có điện trường biến thiên theo thời gian thì nơi đó xuất hiện từ trường
(từ trường LUÔN XOÁY nên đường sức bao giờ cũng kín).
=> Như vậy: Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường.
Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường xoáy.
Hai trường biến thiên này liên quan mật thiết với nhau là hai thành phần của một trường thống nhất gọi là ĐIỆN TỪ TRƯỜNG.
Từ trường biến thiên nhanh thì cường độ điện trường sinh ra càng lớn.
Điện trường biến thiên nhanh thì từ trường sinh ra càng lớn.