Lý thuyết và bài tập Lý 12 nâng cao - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG 3 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ. 1) Mạch dao động, dao động điện từ: -Mạch dao động là mạch kín gồm tụ điện có điện dung C mắc với cuộn cảm có hệ số tự cảm L. -Mach lí tưởng: điện trở thuần của mạch r = 0. -Khi mạch dao động hoạt động: Có sự tích điện và phóng điện liên tục của tụ điện làm cho điện tích dao động điều hòa =. có dao động điện từ trong mạch dao động -Biến thiên của điện trường và từ trường trong mạch LC gọi là dao...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết và bài tập Lý 12 nâng cao - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ CHƯƠNG 3 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ. 1 ) Mạch dao động, dao động điện từ:-Mạch dao động là mạch kín gồm tụ điện có điện dung C mắc với cuộn cảm có hệ số tựcảm L.-Mach lí tưởng: điện trở thuần của mạch r = 0.-Khi mạch dao động hoạt động: Có sự tích điện và phóng điện liên tục của tụ điện làmcho điện tích dao động điều hòa =.> có dao động điện từ trong mạch dao động-Biến thiên của điện trường và từ trường trong mạch LC gọi là dao động điện từ-Dao động điện từ điều hòa xảy ra trong mạch LC sau khi tụ điện được tích một điệnlượng q0 và không có tác dụng điện từ bên ngoài lên mạch. Đó là dao động điện từ tự 1do với tần số góc   . LC-Các biểu thức : q = q0cos(ựt + ử) ; u = U0 cos(ựt + ử) ; B = B0 cos(t +  +/2)i = q/ = -  q0sin(ựt + ử) = I0cos(t +  + /2), I0 =  .q0; cường độ điện trường E = E0cos( t +  + /2) *Nhận xét: khi mạch dao động hoạt động: q, u, i, B , E biến thiêncùng tần số ; q & u cùng pha ; i, B, E cùng pha và cùng sớm pha /2 so với q & u-Năng lượng của mạch dao động: Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện: q2 q 2 1  cos(2t  2 )  Cu 2 qu q 2 1  cos(2t  2 )   0 cos 2 (t   ) = 0   = WWC     2C  2 2 2 2 2C 2C    Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm: 2 q2 q 2 1  cos(2t  2 )  Li 2 LI 0 1  cos(2t  2 )  sin 2 (t   )  0 sin 2 (t   ) = 0   = WWL    2C  2 2 2 2 2C    2 2 2 q0 L.I 0 C.U 0 Năng lượng điện từ của mạch: W  WC  WL = WC max  WLmax     const 2C 2 2-Trong quá trình dao động điện từ có sự chuyển hoá qua lại giữa năng lượng điện vànăng lượng từ của mạch. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiêntuần hoàn với cùng tần số góc là  ’ = 2 , tần số f/ = 2f , chu kỳ T/ = T/2 ; Tổng củachúng ( năng lượng toàn phần của mạch) có giá trị không đổi.-Trong mạch LC có điện trở thuần R: *Cós ự toả nhiệt do hiệu ứng Jun - Lenxơ nên năng lượng toàn phần giảm theo thờigian, biên độ dao động cũng giảm theo và dao động tắt dần. Nếu điện trở R của mạch 1nhỏ, thì dao động coi gần đúng là tuần hoàn với tần số góc   . LC *Điện trở tăng thì dao động tắt nhanh, và khi vượt quá một giá trị nào đó, thì quátrình biến đổi trong mạch phi tuần hoàn. *Nếu bằng một cơ chế thích hợp đưa thêm năng lượng vào mạch trong từng chu kỳ,bù lại được năng lượng tiêu hao, thì dao động của mạch được duy trì. 1 *Nếu mắc mạch dao động LC có tần số góc d động riêng ự0 = vào nguồn điện LCngoài u =U0 cos(ựt+ ử) => dao động trong mạch LC buộc phải biến thiên theo tần số gócự của nguồn điện , đó là dao động cưỡng bức. Khi thay đổi ự => biên độ dao động điệnthay đổi theo. Khi ự = ự0 => biên độ dao động điện trong mạch dao động đạt giá trị cựcđại, xảy ra hiện tượng cộng hưởng 2 ) Giả thuyết Mắc xoen về điện từ trường: Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường, đều sinh ra trong không gian xungquanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, mỗi biến thiên theothời gian của một điệ n trường cũng sinh ra trong không gian xung quanh một từ trườngxoáy biến thiên theo thời gian Từ trường và điện trường biến thiên theo thời gian và không tồn tại riêng biệt, độclập với nhau, chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất gọi là điệntừ trường. Điện từ trường là một dạng vật chất đặc biệt tồn tại trong tự nhiên trong đó có điệntrường biến thiên và từ trường biến thiên. *Chú ý:-Điện trường tĩnh do các điện tích đứng yên gây ra, các đường sức điện là những đ ườngcong không kín-Điện trường xoáy do các điện tích dao động gây ra, các đường sức điện là những đ ườngcong kín-Hiện nay chưa tìm ra từ trường tĩnh-Trong nam châm vĩnh cửu đứng yên có dòng điện phân tử nên từ trường do nam châmsinh ra là từ trường xoáy-Điện trường và từ trường xoáy có các đường sức là những đ ường tròn 3 ) Sóng điện từ: + Quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn làmột quá trình sóng, sóng đó được gọi là sóng điện từ. + Sóng điện từ truyền cả trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng c = 300000km/s. (đây là sự khác biệt so với sóng cơ ) + Sóng điện từ mang năng lượng tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4 của tần số. + Sóng điện từ là sóng ngang. Các véctơ E và B biến thiên tuần hoàn cùng tần số,cùng pha, có phương vuông góc với nhau và vuông góc với p ...