Lý thuyết Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ - Vật lí 12 Kết nối tri thức

Bài 19. Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

I. Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy

- Maxwell kết luận: Trong vùng không gian có từ trường biến thiên theo thời gian thì trong vùng đó xuất hiện một điện trường xoáy

2. Điện trường biến thiên và từ trường

- Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường

3. Điện từ trường

- Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường biến thiên theo thời gian; ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh

- Hai trường biến thiên này cùng tồn tại trong không gian, có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất – điện từ trường

- Tại mỗi điểm trong không gian, véc tơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) luôn vuông góc với véc tơ cường độ điện trường \(\overrightarrow E \)

II. Mô hình sóng điện từ

1. Sự tạo thành sóng điện từ

- Quá trình lan truyền điện từ trường trong không gian được gọi là sóng điện từ

2. Sự lan truyền sóng điện từ

Tại mỗi điểm trong không gian sóng điện từ truyền qua

- Véc tơ cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) luôn vuông góc với véc tơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \), cả hai véc tơ này luôn vuông góc với phương truyền sóng. Do đó, sóng điện từ là sóng ngang

- Cả \(\overrightarrow E \) và \(\overrightarrow B \) đều biến thiên điều hòa theo không gian và thời gian và luôn đồng pha

- Sóng điện từ truyền được trong chân không với bước sóng

\(\lambda  = cT = \frac{c}{f}\)

Trong đó:

c là tốc độ ánh sáng trong chân không

T là chu kì của dao động điện từ

f là tần số của sóng điện từ

- Sóng điện từ mang năng lượng, sóng có tần số cao thì khả năng truyền càng xa

- Sóng điện từ tuân theo quy luật truyền thằng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa và nhiễu xạ giống như sóng cơ

Sơ đồ tư duy về “Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ”