Mạch dao động-sóng điện từ

Dao động điện từXét 1 khung dao động gồm mạch điện kín có tụ điện C, mắc với cuộn dây có độ tự cảm L nối với nguồn điện £ để nạp điện... Dao động điện từ Nếu cung cấp năng lượng cho khun

DAO ĐỘNG – SÓNG ĐIỆN TỪ

Nội dung

B ản chất của ánh sáng

1 Dao động điện từ

Xét 1 khung dao động (gồm mạch điện kín có tụ điện C, mắc với cuộn dây có độ tự cảm L) nối với nguồn điện £ để nạp điện.

2

1 E

1 Dao động điện từ

Nếu cung cấp năng lượng cho khung dao động thì trong khung xuất hiện 1 dạng dao động gọi là dao động điện Có 2 ht ec nl

•+ Tích điện cho tụ (dưới dạng điện trường)

•+ Gây dđiện cứng trong cuộn cảm L (dưới dạng

năng lượng từ trường)

1 Dao động điện từ

k → (1) tích điện cho tụ

k → (2) có dòng điện trong dây dẫn khi đóng k(2) tụ sẽ phóng điện qua L, dòng điện tăng từ từ

0 → Imax (gt ở bàn tụ hết điện tích nghĩa là q = 0

 tụ điện phóng điện hoàn toàn)

Như vậy năng lượng điện trường biến thành năng lượng từ trường.

Do ht tự cắm dòng điện không tắt ngay mà tắt

dần sau 1 chu kỳ bản dưới tích điện (+) bản trên tích điện (-)

T

t

π =

1 Dao động điện từ

Sau khi q = qmax (k (1)) trong mạch xuất

hiện dòng cứ ngược chiều với dòng điện làm dòng điện trong mạch giảm từ Imax → 0 → năng lượng từ trường biến thành năng lượng điện trường.

Nửa chu kỳ tiếp tục lại phóng điện và xét (q = 0, I = I max )

Năng lượng điện trường → năng lượng từ trường

2

T

t =

3T

t

π

=

1 Dao động điện từ

•Khi t = T, q = q max , L = 0

•Như vậy q, I trong mạch biến đổi tuần hoàn theo thời gian

q q = ω t + ϕ

1 Dao động điện từ

•Trường hợp lý tưởng (dây dẫn trong mạch không có điện trở điện trường và từ trường không bị kích thích: năng lượng trong khung dao động không đổi) lúc đó ta có dao động điện từ điều hòa

•Trên thực tế dao động tự do của khung dao động là dao động tắt dần (vì dây dẫn có điện trở R, năng lượng bị khuếch tán).

•Để có dao động duy trì ta phải bổ sung năng lượng cho khung dao động → khung sẽ dao động dạng dao động cưỡng bức.

1 Dao động điện từ

•Giả sử hiệu điện thế 2 đầu tụ: Giả sử hiệu điện thế 2 đầu tụ: sđđ cảm ứng.

εtc=cư

q U

c

=

£

L

dt dt

θ

£

0

L

c + dt = 1 dq L d I22 0

1

0

I I

CL

+ =

1 Dao động điện từ

•gọi là tần số góc riêng của khung dao động

•(nghiệm của phương trình (+))

2 0

1

LC

LC

2

I ω I

max sin( 0 )

I = I ω t + ϕ

2n

2 Sĩng điện từ

từ trường lan ra trong không gian xung quanh tạo thành sóng điện từ.

2 Sĩng điện từ

• Đặc điểm (tính chất)

 Sóng điện từ có thể lan truyền trong chân không mà không cần môi trường đàn hồi

trong lúc các sóng cơ học P lan truyền trong chân không được

 Véctơ cường độ điện trường luôn luôn £ r

r

uur r uur

2 Sĩng điện từ

 Trong sóng điện từ nếu có 1 tần số duy nhất thì gọi là sóng điện từ đơn sắc

• ε 0: hằng số điện

• ε : hằng số điện môi

• µ 0: hằng số từ

• 0 0 µ : độ từ của môi trường

1

v

εε µµ

=

2 Sĩng điện từ

• Với môi trường chân không

= 300.000 km/s

8

0 0

1

ε µ

2 Sĩng điện từ

(n>1)

(vì n>1)

•Vì ánh sáng là sóng điện từ → IAS ~ biên độ dao

động dt

• I = kA2 (A là biên độ của sóng)

•Cảm giác ta nhìn thấy được chính do gây ra.

•Theo Mắcxoen sóng ánh sáng là 1 phần của thang

0

n

ε µ

£ r

2 Sĩng điện từ

Thang sóng điện từ:

•KH chứng minh rằng: Sóng điẹn từ theo λ khác nhau mà nó thể hiện bản chất khác Từ sóng vô tuyến điện đến ánh sáng hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia roghen (tia X), tia γ đều có bản chất sóng điện từ chúng chỉ khác ở γ

2 Sĩng điện từ

10 2

10 0

10 -2

10 -4

10 -6

10 -8

10 -10

Sóng VTĐ

Sóng hồng ngoại Quang phổ thấy được

Sóng tử ngoại Tia Rơnghen