Bài tập về sóng điện từ
Lý thuyết
1. Sóng điện từ
- Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. Sóng điện từ là sóng ngang
- Tốc độ của tất cả các sóng điện từ truyền trong chân không có giá trị 3.108m/s, đúng bằng tốc độ ánh sáng trong chân không
=> Ánh sáng là sóng điện từ
- Sóng điện từ gồm một dải rộng tần số (hoặc bước sóng), gọi là thang sóng điện từ
2. Thang sóng điện từ
- Sự khác nhau về bước sóng (hay tần số) của các loại sóng điện từ đã dẫn đến sự khác nhau về tính chất và công dụng của chúng
2.1. Ánh sáng nhìn thấy
- Quang phổ của ánh sáng nhìn thấy là một dải màu biến thiên liên tục từ tím đến đỏ.
- Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng từ 0,38μm đến 0,76μm, ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất khoảng 0,76μm, ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất khoảng 0,38μm
- Nguồn phát: Mặt Trời, một số loại đèn, tia chớp, ngọn lửa,…
2.2. Tia hồng ngoại (IR)
- Tia hồng ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,76μm đến 1nm
- Nguồn phát tia hồng ngoại: Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát được tia hồng ngoại ra môi trường
- Nguồn thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp gas, bếp than, diot hồng ngoại,…
- Tia hồng ngoại có tính chất tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ và gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường. Đặc trưng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
- Ứng dụng phổ thông nhất của tia hồng ngoại là sử dụng trong các điều khiển từ xa; bếp điện, lò nướng,...
2.3. Tia tử ngoại (UV)
- Tia tử ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 10 nm đến 400 nm.
- Nguồn phát tia tử ngoại: Vật có nhiệt độ trên 2000°C thì phát được tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì bước sóng tử ngoại càng nhỏ. Hồ quang điện, đèn hơi thuỷ ngân là nguồn phát tia tử ngoại mạnh.
- Tia tử ngoại có tính chất tác dụng lên phim ảnh, kích thích sự phát quang của nhiều chất, làm ion hoá không khí, có tác dụng sinh học..
- Tia tử ngoại được ứng dụng vào công nghệ diệt khuẩn, tiệt trùng thực phẩm trước khi đóng gói, khử trùng dụng cụ y tế, tìm vết nứt trên bề mặt của các vật kim loại...
2.4. Sóng vô tuyến
- Sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng từ 1 mm đến 100 km.
- Chúng được phát ra từ an ten và được sử dụng để "mang" các thông tin như âm thanh, hình ảnh đi rất xa.
- Sóng này bị phản xạ bởi tầng điện li trước khi tới máy thu
- Trong đó, sóng VHF (Very High Frequency) (bước sóng rất ngắn) tử 1 m đến 10 m và sóng UHF (Ultra High Frequency) (bước sáng cực ngắn) từ 10 cm đến 1 m có thể truyền thẳng đến máy thu, không bị phản xạ bởi tầng điện li. Chúng được sử dụng cho các đài phát thanh và truyền hình địa phương.
- Sóng vi ba (bước sóng khoảng vài cm) được sử dụng cho viễn thông quốc tế và chuyển tiếp truyền hình qua vệ tinh thông tin và cho mạng điện thoại di động qua tháp vi ba.
2.5. Tia Rơn ghen (Tia X)
- Tia X có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại (khoảng từ 30 pm đến 3 nm)
- Nguồn phát tia X: Tia X được tạo ra khi các electron chuyển động với tốc độ cao tới đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn trong ống tia X
- Ngoài các công dụng về chẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học, tia X còn được sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể, sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách khi đi máy bay...
2.6. Tia Gamma (γ)
- Tia gamma có bước sóng nhỏ nhất trong thang sóng điện tử, khoảng từ 10-5 nm đến 0,1 nm
- Trong y học, tia gamma được dùng trong phẫu thuật, điều trị các căn bệnh liên quan đến khối u, dị dạng mạch máu, các bệnh chức năng của não.
- Bên cạnh lĩnh vực y tế, tia gamma còn được ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, Tia gammua giúp phát hiện các khuyết tật bằng hình ảnh rõ ràng với độ chính xác cao.
3. Sơ đồ tư duy về “Sóng điện từ”
Bài tập tự luyện
Câu 1: Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, vecto cảm ứng từ B→ và vecto điện trường E→ luôn
A. Dao động vuông pha
B. Dao động cùng pha
C. Dao động cùng phương với phương truyền sóng
D. Cùng phương và vuông góc với phương truyền sóng
Lời giải:
Chọn B. Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, vecto cảm ứng từ B→ và vecto điện trường E→ luôn dao động cùng pha
Câu 2: Chọn phát biểu sai:
A. Mạch dao động LC hoạt động dựa trên hiện tượng tự cảm.
B. Trong mạch LC năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm.
C. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn đồng pha với nhau.
D. Dao động trong mạch LC trong nhà máy phát dao động điều hòa dùng tranzito là dao động duy trì.
Lời giải:
Chọn B. Trong mạch LC năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện.
Câu 3: Ánh sáng có bản chất điện từ
A. Khi ánh sáng có bước sóng λ ngắn
B. Khi ánh sáng có bước sóng λ dài
C. Khi ánh sáng có bước sóng λ trung bình
D. Với mọi bước sóng λ
Lời giải:
Chọn D. Ánh sáng có bản chất điện từ với mọi bước sóng λ.
Câu 4: Chọn phát biểu sai:
A. Sóng vô tuyến có bước sóng vài km được dùng trong thông tin liên lạc dưới nước.
B. Sóng mang là sóng vô tuyến có tần số rất lớn.
C. Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ.
D. Sự phát sóng điện từ không dựa vào hiện tượng công hưởng điện từ.
Lời giải:
Chọn D. Sự phát sóng điện từ không dựa vào hiện tượng công hưởng điện từ.
Câu 5: Trong mạch dao động điện từ, dòng điện trong mạch có đặc điểm nào sau đây?
A. Cường độ rất lớn. B. Tần số rất lớn.
C. Chu kì rất lớn. D. Năng lượng rất lớn.
Lời giải:
Chọn B. Trong mạch dao động điện từ, dòng điện trong mạch có đặc điểm là tần số rất lớn.
Câu 6: Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung 25pF và cuộn dây có độ tự cảm 27 μH. sóng điện từ do mạch này phát ra thuộc vùng nào trong thang sóng vô tuyến
A. Sóng cực ngắn B. Sóng ngắn
C. Sóng trung D. Sóng dài
Lời giải:
Chọn B. Bước sóng của sóng điện từ λ = 2πc√(LC)
→ Thuộc loại sóng ngắn
Câu 7: Sóng nào sau đây không là sóng điện từ
A. Sóng phát ra từ lò vi sóng
B. Sóng phát ra từ anten của đài phát thanh
C. Sóng phát ra từ loa phóng thanh
D. Sóng phát ra từ anten của đài truyền hình
Lời giải:
Chọn C.
A. Sóng phát ra từ lò vi sóng, phần lớn là bức xạ hang ngoại nên chắc chắn là sóng điện từ
B. Sóng phát ra từ anten của đài phát thanh là sóng điện từ cao tần
C. Sóng phát ra từ loa phóng thanh là sóng âm, không phải sóng điện từ
D. Sóng phát ra từ anten đài truyền hình, cũng tương tự như B là sóng điện từ
Câu 8: Chọn phát biểu sai về thang sóng điện từ
A. Các sóng có bước sóng càng ngắn thì càng dễ làm phát quang các chất và gây ion hóa chất khí
B. Các sóng có tần số càng nhỏ thì càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng
C. Các sóng có bước sóng càng ngắn thì càng dễ tác dụng lên kính ảnh
D. Các sóng có tần số càng nhỏ thì tính đâm xuyên càng mạnh
Lời giải:
Chọn D. Phát biểu sai về thang sóng điện từ là các sóng có tần số càng nhỏ thì tính đâm xuyên càng mạnh
Câu 9: Sóng điện từ là
A. Dao động của điện trường cùng pha với dao động của từ trường
B. Dao động của từ trường trễ pha π/2 so với dao động của điện trường
C. Dao động của từ trường trễ pha π so với dao động của điện trường
D. Tại mỗi điểm trên phương truyền thì dao động điện trường E cùng pha với dao động của cảm ứng từ B
Lời giải:
Chọn B. Sóng điện từ là dao động của từ trường trễ pha π/2 so với dao động của điện trường
Câu 10: Chỉ ra câu phát biểu SAI: Xug quanh các điện tích dao động
A. Có điện trường
B. Có từ trường
C. Có điện từ trường
D. Không có trường nào cả
Lời giải:
Chọn D. Xug quanh các điện tích dao động không có trường nào cả
Câu 11:Tìm câu SAI
A. Điện trường và từ trường đều tác dụng lực lên điện tích đứng yên
B. Điện từ trường tác dụng lên điện tích chuyển động
C. Điện trường tác dụng lên điện tích đứng yên
D. Điện từ trường tác dụng lên điện tích chuyển động
Lời giải:
Chọn A.
Câu sai là điện trường và từ trường đều tác dụng lực lên điện tích đứng yên
Câu 12: Một dòng điện một chiều không đổi chạy trong dây kim loại thẳng. Xung quanh dây dẫn
A. Có điện trường
B. Có từ trường
C. Có điện từ trường
D. Không có trường nào cả
Lời giải:
Chọn B. Xung quanh dây dẫn có từ trường
Câu 13: Dao động điện từ cần được khuếch đại vì:
A. Cần tăng năng lượng sóng trước khi phát đi xa.
B. Tránh sự tắt dần do điện trở của mạch.
C. Dao động điện từ là dao động tắt dần.
D. Máy thu cần tín hiệu rõ.
Lời giải:
Chọn A.
Câu 14: Tìm câu SAI trong các câu dưới đây
A. Sóng vô tuyến điện có tần số cao khi gặp tầng điện li bị hấp thụ gần hết nên không thể truyền đi xa.
B. Sóng vô tuyến truyền thanh và truyền hình bị phản xạ liên tiếp ở tầng điện li và bề mặt Trái Đất nên có thể truyền đi xa.
C. Các sóng điện từ có bước sóng cực ngắn truyền được đi xa vì có năng lượng lớn
D. Sóng điện từ cũng có thể phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa giống như sóng cơ học và sóng ánh sáng
Lời giải:
Chọn A.
Câu 15: Ở đâu có xuất hiện điện từ trường?
A. Xung quanh một điện tích đứng yên.
B. Xung quanh một chỗ có tia lửa điện.
C. Xung quanh một ống dẫn điện.
D. Xung quanh một dòng điện không đổi.
Lời giải:
Chọn B.
Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:
70 Bài tập về Kính thiên văn (có đáp án)
70 Bài tập về Kính hiển vi (có đáp án)
