Sách bài tập Vật lí 11 Bài 7 (Chân trời sáng tạo): Sóng điện từ

Giải SBT Vật lí 11 Bài 7: Sóng điện từ

A. Trắc nghiệm

Câu 7.1 (B) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 11: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng điện từ?

A. Sóng điện từ là sóng dọc, truyền được trong chân không.

B. Sóng điện từ là sóng ngang, truyền được trong chân không.

C. Sóng điện từ là sóng dọc, không truyền được trong chân không.

D. Sóng điện từ là sóng ngang, không truyền được trong chân không.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Sóng điện từ là sóng ngang, truyền được trong chân không.

Câu 7.2 (B) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 11:Phát biểu nào sau đây là không chính xác khi nói về sóng điện từ?

A. Sóng điện từ mang năng lượng.

B. Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn so với bước sóng của tia tử ngoại.

C. Sóng điện từ là sóng ngang.

D. Tia X (tia Roëntgen) là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn so với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng lớn hơn so với bước sóng của tia tử ngoại.

Câu 7.3 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 11:Sóng điện từ khi truyền từ không khí vào nước thì

A. tốc độ truyền sóng tăng, bước sóng giảm.

B. tốc độ truyền sóng giảm, bước sóng tăng.

C. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều tăng.

D. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều giảm.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Khi sóng điện từ truyền từ không khi vào nước thì tốc độ truyền sóng giảm, trong khi tần số không đổi nên bước sóng cũng giảm.

Câu 7.4 (H) trang 27 Sách bài tập Vật Lí 11: Phát biểu nào dưới đây là không chính xác khi nói về sóng điện từ?

A. Trong quá trình truyền sóng, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương.

B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không.

C. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.

D. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ có phương vuông góc với nhau.

Câu 7.5 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Một sóng điện từ truyền theo phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên theo chiều dương của trục Oz (Hình 7.1). Tại một thời điểm xác định, vectơ cường độ điện trường hướng theo chiều dương của trục Oy. Vectơ cường độ từ trường

A. hướng ngược chiều dương của trục Oz.

B. hướng theo chiều dương của trục Ox.

C. hướng ngược chiều dương của trục Ox.

D. hướng ngược chiều dương của trục Oy.

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Các vectơ $\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}$ và phương truyền sóng tạo thành một tam diện vuông thuận

B. Tự luận

Câu 7.1 (B) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.10⁸ m/s.

a) Tính bước sóng của một ánh sáng có tần số $f={6.10}^{14}\text{ Hz}$

b) Bước sóng của ánh sáng này bằng bao nhiêu khi truyền trong nước có chiết suất bằng $\frac{4}{3}$?

Lời giải:

a) Bước sóng của ánh sáng: $\lambda =\frac{3\cdot {10}^8}{6\cdot {10}^{14}}=5\cdot {10}^{-7}\text{ m}$

b) Bước sóng của ánh sáng khi truyền trong nước:

${\lambda }_{\text{n}}=\frac{v}{f}=\frac{c/n}{f}=\frac{\lambda }{n}=\frac{5\cdot {10}^{-7}}{4/3}=\mathrm{3,75}\cdot {10}^{-7}\text{ m}.$

Câu 7.2 (H) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Biết cường độ của vi sóng tối đa không gây nguy hiểm cho cơ thể người khi bị phơi nhiễm là 1,5 W/m². Một radar phát vi sóng có công suất 10 W, xác định khoảng cách tối thiểu từ người đến radar để đảm bảo an toàn cho người?

Lời giải:

Ta có: $I_{\max }=\frac{\text{P}}{4\pi r_{\min }^2}\Rightarrow \frac{10}{4\pi r_{\min }^2}=\mathrm{1,5}W/m^2$. Từ đó, ta suy ra khoảng cách tối thiểu từ người đến radar để đảm bảo an toàn là $r_{\text{min}}\approx \mathrm{72,8}\text{ cm}$.

Câu 7.3 (H) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Một trạm không gian đo được cường độ của bức xạ điện từ phát ra từ một ngôi sao bằng 5,0.10³ W/m². Cho biết công suất bức xạ trung bình của ngôi sao này bằng 2,5.10²⁵ W. Giả sử ngôi sao này phát bức xạ đẳng hướng, tính khoảng cách từ ngôi sao này đến trạm không gian.

Lời giải:

Ta có: $I=\frac{\text{P}}{4\pi r^2}$ nên ${\mathrm{5,0.10}}^3=\frac{\mathrm{2,5}\cdot {10}^{25}}{4\pi r^2}$. Suy ra: $r\approx {\mathrm{2,0.10}}^{10}\text{ m}$

Câu 7.4 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Một máy phát sóng vô tuyến AM đẳng hướng trong không gian. Ở khoảng cách 30,3 km từ máy phát này, ta nhận được sóng có cường độ bằng 4,42.10^-6 W/m². Tính công suất của máy phát này.

Lời giải:

Ta có: $I=\frac{\text{P}}{4\pi r^2}$; nên $\mathrm{4,42}\cdot {10}^{-6}=\frac{\text{P}}{4\pi \cdot {\left(\mathrm{30,0}\cdot {10}^3\right)}^2}$. Suy ra: $\text{P}\approx 50kW$

Câu 7.5 (VD) trang 28 Sách bài tập Vật Lí 11: Hệ thống định vị toàn cầu (GPS - Global Positioning System) gồm 24 vệ tinh nhân tạo. Mỗi vệ tinh thực hiện hai vòng quay quanh Trái Đất trong một ngày ở độ cao 2,02.10⁷ m đối với mặt đất và phát tín hiệu điện từ đẳng hướng có công suất 25 W về phía mặt đất. Một trong các tín hiệu điện từ này có tần số 1575,42 MHz.

a) Tính cường độ tín hiệu điện từ nhận được ở trạm thu sóng tại một vị trí trên mặt đất ngay ở phía dưới một vệ tinh.

b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

a) Ta có: $I=\frac{\mathrm{25,0}}{4\pi {\left(\mathrm{2,02}\cdot {10}^7\right)}^2}\approx \mathrm{4,88}\cdot {10}^{-15}{\text{ W/m}}^{\text{2}}$

b) Bước sóng của tín hiệu mà trạm thu sóng nhận được là: $\lambda =\frac{{\mathrm{3,0.10}}^8}{\mathrm{1575,42}\cdot {10}^6}\approx \mathrm{0,19}\text{ m}.$

Lý thuyết Sóng điện từ

1. Định nghĩa và tính chất của sóng điện từ

a. Định nghĩa sóng điện từ

- Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên

- Ánh sáng có bản chất là sóng điện từ

b. Tính chất của sóng điện từ

- Tốc độ truyền sóng của sóng điện từ trong chân không là c=3.10⁸m/s. Trong không khí, ta có thể lấy gần đúng tốc độ này bằng 3.10⁸m/s

- Trong mọi môi trường vật chất, tốc độ truyền của sóng điện từ đều nhỏ hơn c

- Một số hiện tượng đặc trưng của sóng điện từ là: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ

Lưu ý: Khi truyền qua các môi trường khác nhau, tần số và chu kì của sóng ddienj từ không thay đổi

2. Thang sóng điện từ

- Thang sóng điện từ cho biết dải bước sóng và dải tần số ứng với các loại bức xạ khác nhau

Sơ đồ tư duy về “Sóng điện từ”