MỞ ĐẦU
Câu hỏi: Tại một số vùng xa xôi, đôi khi ta không thể sử dụng điện thoại để liên lạc bởi điện thoại đang nằm ngoài vùng phủ sóng của đài phát sóng. Vậy sóng mà các đài phát sóng di động đang phát là sóng gì và có tính chất như thế nào?
Lời giải:
- Sóng mà các nhà đài phát sóng di động là sóng điện từ và sóng điện từ có các đặc tính như giao thoa, cộng hưởng, triệt tiêu, nhiễu,… và có thể lan truyền đi xa trong môi trường nước, chân không và không khí.
1. ĐỊNH NGHĨA VÀ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ
Câu hỏi 1: So sánh sóng điện tử và sóng cơ về: môi trường truyền, tốc độ truyền, sóng ngang hay sóng dọc.
Lời giải:
Sóng | Sóng điện từ | Sóng cơ |
Môi trường truyền | Chân không và môi trường vật chất | Môi trường vật chất |
Tốc độ truyền | Bằng $c=3.10^{8}$ m/s trong chân không. Bằng c/n trong môi trường chiết suất n. | Phụ thuộc tính đàn hồi, nhiệt độ môi trường truyền sóng |
Loại sóng | Sóng ngang | Sóng ngang và sóng dọc |
Câu hỏi 2: Khi sóng điện từ truyền qua hai môi trường khác nhau, bước sóng của nó có bị thay đổi không? Giải thích.
Lời giải:
- Trong các môi trường khác nhau, tần số của sóng điện từ không đổi, nhưng tốc độ truyền sóng thay đổi nên bước sóng của sóng điện từ cũng thay đổi khi truyền trong các môi trường khác nhau do $v=\frac{c}{n}$
Câu hỏi 3: Dựa vào Hình 7.2 và cho biết bước sóng của vùng ánh sáng nhìn thấy.
Lời giải:
- Bước sóng của vùng ánh sáng nhìn thấy là từ 380 nm đến 760 nm.
2. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ
Câu hỏi 4: Dựa vào số liệu trong Hình 7.2, xác định tần số của ánh sáng nhìn thấy.
Lời giải:
Ta có: $f=\frac{c}{\lambda}$
Tần số của ánh sáng nhìn thấy là xấp xỉ từ $3,95.10^{14}Hz$ đến $7,89.10^{14}Hz$
Luyện tập: Vào thời điểm năm 2022, điện thoại di động ở Việt Nam sử dụng sóng điện từ có tần số trong khoảng từ 850 MHz đến 2 600 MHz. Tính bước sóng của sóng điện từ tương ứng với dải tần số này. Mắt chúng ta có thể thấy được các sóng này không? Vì sao?
Lời giải:
Ta có: $\lambda=\frac{c}{f}$
Bước sóng của sóng điện từ tương ứng với dải tần số là từ 0,115 m đến 0,353 m
Mắt chúng ta không thể nhìn thấy sóng này vì sóng này có bước sóng và tần số nằm ngoài khoảng ánh sáng nhìn thấy.
Vận dụng: Tìm hiểu và giải thích vì sao khi sử dụng tia X để chụp ảnh trong y khoa như Hình 7.3, ta có thể thấy được xương của bàn tay.
Lời giải:
- Năng lượng của ánh sáng tỉ lệ nghịch với bước sóng; bước sóng càng nhỏ thì năng lượng càng lớn, vì vậy tia X (có bước sóng khoảng $10-10 m) có năng lượng lớn và có khả năng đàm xuyên qua một số chất có nguyên tử lượng nhỏ như da, thịt, nhưng bị cản lại một phần bởi xương. Thành phần tia X đâm xuyên ion hoá và làm đen tấm phim, phần bị xương cản lại không tới được tấm phim hoặc ion hoá ít nên tấm phim vẫn có màu trắng, từ đó hình thành hình ảnh chụp X-quang.Tia X là một dạng bức xạ như ánh sáng hoặc sóng vô tuyến. Nó đi qua hầu hết các vật thể, kể cả cơ thể. Khi nó tập trung vào kiểm tra vùng bàn tay thì tia X sẽ đâm xuyên qua vùng này và được ghi lại bằng hình ảnh trên phim. Các phần khác nhau của cơ thể sẽ hấp thụ tia X ở mức khác nhau. Xương hấp thụ phần lớn tia X trong khi các mô mềm như cơ, mỡ và các cơ quan cho phép tia X đi qua chúng. Kết quả là xương sẽ xuất hiện màu trắng trên phim, mô mềm xuất hiện màu xám và không khí màu đen. Hầu hết các hình ảnh X- quang là được lưu trữ tại máy chụp. Những hình ảnh lưu trữ được dễ dàng truy cập để chẩn đoán bệnh và theo dõi bệnh.
BÀI TẬP
Bài 1: Hình 7P.1 mô tả các hiện tượng xảy ra đối với sóng vô tuyến có các tần số khác nhau do tác dụng của tầng điện li ở khí quyển.
Lời giải:
- Các bạn có thể xem và thu thập thông tin về lượng tia UV hàng ngày ở các địa phương qua một số trang web như: Uvlens.com, accuweather.com,kttv.gov.vn,... hoặc ứng dụng SunSmart Global UV do Liên hợp quốc giới thiệu để theo dõi và ghi nhận
Biểu đồ dự báo tia UV ở thành phố Hà Nội ngày 24/3/2023
Khoảng thời gian nắng gay gắt bắt đầu từ 9h sáng đến khoảng hơn 15h và có lượng tia UV cao nên hạn chế ra ngoài vào thời gian đó, nếu phải ra ngoài hãy mặc quần áo dài để che nắng, đeo kính chống tia UV, bôi kem chống nắng,...
Bài 3: Một vệ tinh nhân tạo chuyển động ở độ cao 575 km so với mặt đất phát sóng vô tuyến có tần số 92,4 MHz với công suất bằng 25,0 kW về phía mặt đất. Hãy tính cường độ sóng nhận được bởi một máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh. Bỏ qua sự hấp thụ sóng của khí quyển.
Lời giải:
Cường độ sóng nhận được bởi một máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh là:
$I=\frac{P}{4\pi r^{2}}=\frac{25.10^{3}}{4\pi(575.10^{3})}=6,017.10^{-9}(W/m^{2})$
Bình luận