7 truong dien tu
TRANSCRIPT
1
1. Trường điện từ
2. Dao động điện từ
3. Sóng điện từ
CHƯƠNG 7 – TRƯỜNG ĐIỆN TỪ
DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
2
1. Trường điện từHệ phương trình MaxwellThí nghiệm Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ
Michael Faraday (1791-1867)
dtd m
CΦ
−=ESuất điện động cảm ứng:
Dòng cảm ứng: Ic
Biến thiên từ thông (sinh ra bởi nam châm hoặc cuộn dây có dòng điện)
3
Tồn tại một điện trường cùng chiều dòng cảm ứng IcEr
Jame Clerk Maxwell (1831 - 1879) Ic
B đang tăng
Er
B đang giảm
IcEr
1. Trường điện từ
Không phụ thuộc bản chất dây dẫn
Không phụ thuộc nhiệt độ
Hệ phương trình MaxwellĐiện trường xoáy và luận điểm thứ nhất của Maxwell
4
1. Trường điện từ
Luận điểm của Maxwell: Bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thờigian cũng sinh ra một điện trường xoáy!
Điện trường của dòng cảm ứng Ic (sinh ra bởi từ trường) có đường sứckhép kín ⇒ điện trường xoáy.
Er
Điện trường tĩnh
Điện tích cố định
Đường sức không khép kín
0. =∫ dlEqCông thực hiện di chuyển điện tích theo đường cong kín = 0:
Không thể làm các điện tích dịch chuyển theo đường cong kín để tạo thànhdòng điện
0. ≠∫ dlEĐể các điện tích dịch chuyển theo đường cong kín tạo ra dòng điện ⇒
công dịch chuyển theo đường cong kín phải ≠ 0, tức là:
Hệ phương trình MaxwellĐiện trường xoáy và luận điểm thứ nhất của Maxwell
5
1. Trường điện từHệ phương trình Maxwell
Điện trường tĩnh Điện trường xoáy
So sánh điện trường tĩnh và điện trường xoáy
Điện tích cố định
Đường sức không khép kín
0. =∫ dlEq
Công thực hiện di chuyển điệntích theo đường cong kín = 0
Điện tích di chuyển
Đường sức khép kín
Công thực hiện di chuyển điệntích theo đường cong kín ≠ 0
0. ≠∫ dlEq
6
Lưu số của vector cường độ điện trường xoáy dọc theo một đường cong kín bất kỳ bằng nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên theo thời gian của từthông gửi qua diện tích giới hạn bởi đường cong kín đó.
Phương trình Maxwell-Faraday
Vòng dây dẫn kín đặt trong B biến đổi
Biến thiên từ thông dΦm gửi qua vòng dâytrong thời gian dt ⇒ xuất hiện s.đ.đ cảm ứng Ec
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
Φ−= ∫
S
mc SdB
dtd
dtd rr
.E
dlEC∫=
)(C
rEĐ/n s.đ.đ:
∫∫ −=SC
SdBdtdldE
rrrr.
)(
(dạng tích phân)
1. Trường điện từ
Hệ phương trình Maxwell
7
dtBdErotr
r−=Dạng vi phân:
∫∫ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=−
SS
SddtBdSdB
dtd r
rrr
.VP có thể viết được:
1. Trường điện từHệ phương trình Maxwell
Phương trình Maxwell-Faraday
Jame Clerk Maxwell (1831 - 1879)
Michael Faraday (1791-1867)
( ) ∫∫∫ =×∇=SSC
SdErotSdEldErrrrrr
..)(
VT theo đ/lý Stokes:
∫∫ −=SC
SdBdtdldE
rrrr.
)(
Dạng tích phân:
8
1. Trường điện từ
Hệ phương trình Maxwell
Mạch điện có L và C: LC
I
I
DErr
,
Dòng điện dịch và luận điểm thứ hai củaMaxwell
Điện trường biến đổi ⇔ dòng điện = dòng điện dịch Id – (displacement current), có cùng chiều và độ lớn như dòng điện dẫn.
Id
S II
I I
S
Từ trườngcủa dòng Id
Từ trườngcủa dòng I
Từ trườngcủa dòng I
C phóng điện ⇒ E và D trong khônggian giữa 2 bản cực giảm
Bất kỳ một điện trường biến đổi theo thờigian cũng sinh ra một từ trường
Luận điểm của Maxwell:
C nạp điện ⇒ E và D trong không giangiữa 2 bản cực tăng
9
Dòng điện dịch chính là điện trường biến thiên theo thời gian
1. Trường điện từ
Hệ phương trình Maxwell
II Id
dtdDJ d =Vì D = σ ⇒
dtDdJd
rr=
tE
tDJ
khôngchân
d ∂∂
ε=∂∂
=rr
r0hoặc:
dtd
Sq
dtd
dtdq
SSI
SI
J dd
σ=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛====
1
Mật độ dòng điện dịch (trong chânkhông):
Dòng điện dịch và luận điểm thứ hai của Maxwell
10
Chất điện môi: mật độ điện tích mặt liên kết σ’= Pen,
∫∫∫∫ ∂∂
=∂∂
=∂σ∂
==S
e
S
en
SSpcpc Sd
tP
dSt
PdS
tSdJI
rr
rr 'Dòng qua dS:
⇒ )()( cucphândkhôngchândd JJJrrr
+=t
PJ e
pc ∂∂
=r
r
1. Trường điện từ
Hệ phương trình Maxwell
Dòng điện dịch và luận điểm thứ hai của Maxwell
+σ’-σ’dS
+-----
-+
++
++
+Er eP
r
nrα
ePEDrrr
+= 0εĐối với chất điện môi:
tP
tE
tDJ e
d ∂∂
+∂∂
=∂∂
=rrr
r0ε
Mật độ dòng điện dịch trong chấtđiện môi:
Mật độ dòng toàn phần của chất điện môi khi có dòng điện đi qua:
tDJJ tp ∂∂
+=r
rr
11
∫∫ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛∂∂
+==SS
tptp SdtDJSdJI
rr
rrrCó:
1. Trường điện từHệ phương trình MaxwellPhương trình Maxwell-Ampere
Andre Marie Ampere(1775 – 1836)
Jame Clerk Maxwell (1831 - 1879)
(C)
Sdr
Jr
dS
dJr
I
IHr
ldr
tpIldH =∫rr
.Đ/lý Ampere:
( ) ∫∫∫ =×∇=SSC
SdHrotSdHldHrrrrrr
..
VT theo đ/lý Gauss:
∫∫ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛∂∂
+=SC
SdtDJldH
rr
rrr.Dạng tích phân:
tDJHrot∂∂
+=r
rrDạng vi phân:
12
Phương trình Gauss cho điện trường
Mặt Gauss
dS
EDrr
,
Sdr
∫ ∫∑ ρ==S V
dVqSdDrr
.- Dạng tích phân:
- Dạng vi phân: ρ==∇ DdivDrrr
.
Phương trình Gauss cho từ trường
0. =∫ SdBS
rr- Dạng tích phân:
- Dạng vi phân: 0. ==∇ BdivBrrr
- Diễn tả tính không khép kín của đường sức điện trường tĩnh- Điện trường tĩnh có thể tồn tại với chỉ một nguồn duy nhất (1 điện tích)
- Diễn tả tính khép kín của đường sức từ trường- Từ trường chỉ có thể tồn tại dưới dạng nguồn lưỡng cực
Mặt kín Mặt hở
α BB
nr
(S)nr
α
1. Trường điện từHệ phương trình Maxwell
13
Các phương trình dạng tích phân
1. Trường điện từHệ phương trình Maxwell (tổng hợp)
Các phương trình dạng vi phân
∫∫ −=SC
SdBdtdldE
rrrr.
)(
Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường xoáy
dtBdErotr
r−=
∫∫ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛∂∂
+=SC
SdtDJldH
rr
rrr.
Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường
tDJHrot∂∂
+=r
rr
0. =∫ SdBS
rr
0=Bdivr
Đường sức từ trường là đường khép kín (tính bảo toàn của từ thông)
∫ ∫∑ ρ==S V
dVqSdDrr
. ρ==∇ DdivDrrr
.
Điện thông gửi qua mặt kín bất kỳ = tổng đại số đ/tích trong đó
14
Trường điện từ và năng lượng trường điện từTừ trường biến đổi sinh ra điện trường (khép
kín) và điện trường biến đổi cũng sinh ra từ trườngTừ trường và điện trường đồng thời tồn tại, cũng
như có mối liên hệ với nhau
Trường điện từ là một dạng vật chất đặc trưng cho tương tác giữa cáchạt mang điện
Năng lượng trường điện từ tồn tại và định xứ trong không gian cótrường
Mật độ năng lượng trường điện từ bằng tổng mật độ năng lượng củađiện trường và từ trường:
( ) ( )BHEDHEwww ME +=+=+=21
21 2
02
0 μμεε
Năng lượng trường điện từ:
( ) ( )∫∫∫ +=μμ+εε==VVV
dVBHEDdVHEwdVW21
21 2
02
0
tạo thành mộttrường thống nhấtgọi là trường điện từ
1. Trường điện từ
15
Dao động điện từ điều hòa
2. Dao động điện từ
Dao động và các đặc trưng dao động
Dao động: chuyển động có tọa độ biến thiêntheo thời gian dưới dạng hàm sin hoặc cosin
x (t)= A.cos(ω0t + ϕ)
x
t
T
A
- AA: biên độ đặc trưng phạm vi dao động;
T: chu kỳ dao động, xác định khoảng thời gian lặp lại của dao động,
0
2ωπ
=T
ω0: tần số góc (rad/s); ϕ: pha ban đầu; (ωt + ϕ): pha
ϕ: pha ban đầu; (ωt + ϕ): pha
16
Dao động điện từ riêng mạch LC
CqU 0
0 =có:
CqW
20
0 21
=Năng lượng của tụ:
Dao động điện từ điều hòa
2. Dao động điện từ
Mạch gồm cuộn dây L và tụ điện C
KMạch được cung cấp năng lượng
ban đầu bằng cách nạp điện cho tụ C
U0
17
Dao động điện từ riêng mạch LC
+q0-q0
CqWe
20
21
=
0=t
20(max) 2
1 LIWm =
Tt41
=
CqWe
20
21
=
Tt21
=
20(max) 2
1 LIWm =
Tt43
=
CqWe
20
21
=
Tt =
2. Dao động điện từDao động điện từ điều hòa
18
Phương trình dao động điện từ điều hòa
Đạo hàm theo thời gian, có:
0=+dtdILI
dtdq
Cq
W = We + Wm = const
Năng lượng toàn phần W của mạch dao động bảo toàn:
constLIC
q=+ 2
2
21
2⇔
02
2
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
dtqdL
Cq
dtdqVì: I
dtdq
= ⇒ có:
012
2
=+ qLCdt
qd⇒
2. Dao động điện từDao động điện từ điều hòa
19
20
1ω=
LCĐăt:
0202
2
=ω+ qdt
qd⇒ có:
Nghiệm: q = q0cos(ω0 .t + ϕ)
Hoặc: I = I0sin(ω0 .t + ϕ)
Biến đổi năng lượng điện theo thờigian:
)(cos22
)(0
220
2
ϕ+ω== tC
qCtqWe
)(sin22
)(0
220
2
ϕ+ω== tLItLIWm
We
Wm
Cq2
2
Năn
glượn
g
Thời gian
Phương trình dao động điện từ điều hòa
2. Dao động điện từDao động điện từ điều hòa + q0
- q0
q(t)
ωt →
ωt →
I(t)
Imax
Imax
T41
T21 T
43 T
20
So sánh dao động điện từ và dao động cơ điều hòa
Dạng dao động: x (t)= x0.cos(ω0.t + ϕ) q(t) = q0cos(ω0 .t + ϕ)
constmvkxW =+= 22
21
21
Năng lượng: constLICqW =+= 2
2
21
21
02
2
=+ xmk
dtxdPhương trình dao động: 01
2
2
=+ qLCdt
qd
- q
+ q
C L
LCmk 12
0 ⇔=ωx ⇔ q; k ⇔ 1/C; m ⇔ L; v ⇔ I;
22
21
21 LImv ⇔
Cqkx
22
21
21
⇔
Đại lượng vật lý:
Năng lượng: và
LC
I
2. Dao động điện từDao động điện từ điều hòa
21
Dao động điện từ tắt dầnMạch dao động RLC
2. Dao động điện từ
Mạch gồm cuộn dây L và tụ điện C
d không nối với a: Tụ C được tích điện
d nối với a: Xảy ra quá trình chuyểnhóa năng lượng điện trường trên C thànhnăng lượng từ trường trên L
R chuyển một phần thành nănglượng nhiệt
Hay: 222
)(21
2)( RItLI
Ctq
dtd
−=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
Năng lượng tỏa nhiệt trên R trong thờigian dt bằng độ giảm NL điện từ -dWtrong mạch, tức là:
-dW = R.I2(t).dt
22
Phương trình dao động mạch RLC
)'cos()( 2/0 ϕ+ω= − teqtq LRtNghiệm:
hệ số là hàm suy giảm theo thời gian ⇒ dao động tắt dầnLRte 2/ −
tần số góc bị dịch đi L
Rωω'2/12
20
2
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−=
2π
q(t) I(t) ω’t →
0)()( 202
2
=ω++ tqdtdq
LR
dttqd 1/LC 0 ≡ωvới:
Phương trình dao động:
Đặt =≡βL
R2 Hệ số tắt dần
Tỉ số giữa 2 biên độ kế tiếp :ln )(0
0 teI
eITt
t
β==δ +β−
β−
giảm lượng loga
220 β−= ωω'
2β−
π=
20
2'ω
T⇒ và
ω’ < ω0 và T’ >T ⇒
Nghĩa là, R càng lớn thì dao động tắt càng sớm
2. Dao động điện từDao động điện từ tắt dần
23
Dao động điện từ cưỡng bức
Mạch dao động RLC được nuôi bằng nguồnxoay chiều
Nguồn E (t): duy trì dao động không bị tắt dần
E(t)
R C
L
I
-q
+qE (t) =E0.sinΩt
2. Dao động điện từ
)()()(21
2)( 22
2
tI(t)tRItLICtq
dtd E=+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+hay:
Trong thời gian dt, nguồn E cung cấp chomạch năng lượng = E.I.dt để bù đắp phần nănglượng tỏa nhiệt trên R và làm tăng NL điện từdW trong mạch, tức là:
E (t).I(t).dt = R.I2(t).dt + dW
24
Phương trình dao động điện từ cưỡng bức
:1C
ZC Ω= dung kháng, và ZL = ΩL: cảm kháng
( )CL ZZRI
−+=
20
0E
RZZg CL −=Φcotvới: và:
tsinCqRI
dtdIL 0 Ω=++ ECó:
tcosL
ILCdt
dIL
Rdt
Id 0 ΩΩ
=++E1
222
2
Đạo hàm theo t :
Nghiệm: I(t) =I0.cos(Ωt + Φ)
Dao động điện từ cưỡng bức
2. Dao động điện từ
25
Cộng hưởng điện từ mạch RLC
( ) ZZZRI
CL
022
00
EE=
−+=Nhận thấy
Khi E0 và R cố định ⇒ I0 max với minZ
Hay: 01=
Ω−Ω=−
CLZZ CL
tần số riêng của mạch (LC):10ω==Ω
LC⇔
Biên độ dòng cưỡng bức phụ thuộcnguồn điện kích thích
I0
Ω (rad/s)0 ω0
R3
R2
R1
R3 > R2 > R1
2. Dao động điện từDao động điện từ cưỡng bức
RI 0
max0E
=
26
Để có cộng hưởng:
Điều chỉnh tần số nguồn kích thích
Thay đổi hệ số tự cảm hoặc điện dung
Ảnh hưởng hiện tượng cộng hưởng điện từ
Tác hại: R nhỏ ⇒ dễ xảy ra cộng hưởng ⇒tổn thất NL càng lớn (~ I2
0max) ⇒ dây dẫn nónglên ⇒ ảnh hưởng đến chất lượng mạch điện
Cộng hưởng điện từ mạch RLC
2. Dao động điện từDao động điện từ cưỡng bức
Tác dụng: làm tụ xoay cho các bộ khuếchđại trong mạch thu tín hiệu vô tuyến, mạch lọctần số….
27
Cuộn dây cảm ứng
Dụng cụ thu sóngCuộn dâycảm ứng
Khe không khí
Quả cầu tạotia lửa điện
Quả cầu tạotia lửa điện
3. Sóng điện từThí nghiệm Hertz về sự hình thành sóng điện từ
Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894)
Sóng điện từ: sự lan truyềncủa điện-từ trường biếnthiên trong không gian
28
Phương trình sóng điện từ3. Sóng điện từ
Hệ ph/tr Maxwell trong môi trường
tDJHHrot∂∂
+=×∇=r
rrrr
tBEErot∂∂
−=×∇=r
rrr
ρ=∇= DDdivrrr
. 0. =∇= BBdivrrr
Lấy rot cả 2 vế, có: ( )Btt
BErr
rrrrr
×∇∂∂
−=∂∂
×∇−=×∇×∇
Có VT = EEEErrrrrrrrrrr
2).().( ∇−=∇∇−∇∇=×∇×∇
Hệ ph/tr Maxwell trong chân không
tDH∂∂
=×∇r
rr
tBE∂∂
−=×∇r
rr
0. =∇ Drr 0. =∇ B
rr0. =∇ E
rrhoặc
cbacabbaccabcba rrrvrrrrrvrrvrr ).().().().( −=−=××Áp dụng tính chất tích vector:
( ) ( ) 2
2
002
2
00 tE
tDH
tB
ttB
∂∂
εμ−=∂∂
μ−=×∇∂∂
μ−=×∇∂∂
−=∂∂
×∇−rr
rrrrr
rVà VP = 2
2
002
tEE
∂∂
εμ=∇r
rr
Phương trình truyền của điện trường trong chân không: 02
2
002 =
∂∂
εμ−∇tEEr
rr
phương trình truyền của từ trường trong chân không: 02
2
002 =
∂∂
εμ−∇tBBr
rrTương tự
29
là vận tốc ánh sáng
Nhận thấy:
csm ===
ππ
=εμ
−−−
/10.3
10.91
1
10.9.4110.4
11 8
169700
3. Sóng điện từTính chất sóng điện từ
=εμ
=εεμμ
=cv
00
1Với: vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường
012
2
22 =
∂∂
−∇tE
vE
rrr
012
2
22 =
∂∂
−∇tB
vB
rrr
Phương trình sóng điện từ trong môi trường:
Sóng điện từ: - Tồn tại trong cả chân không và môi trường đồng nhất
- Giống ánh sáng
=εμ=n chiết suất môi trường truyền sóngở đây:
30
3. Sóng điện từ
Xét sóng chỉ truyền theo 1 phương không gian ⇔ bài toán một chiều
Tính chất sóng điện từ
Nghiệm:⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω=
vxtEE m cos.
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω=
vxtBB m cos.
tEE ω= cos.0
tBB ω= cos.0⇒
x = 0
⇒ :00 HErr
μμ=εε luôn dao động cùng phaBErr
và
012
2
22
2
=∂∂
−∂∂
tB
vxB
rr
012
2
22
2
=∂∂
−∂∂
tE
vxE
rr
31
0=∂∂
xExKhi là sóng phẳng, có:
Ex = const
Trong chân không:
0. =∂∂
+∂
∂+
∂∂
=∇z
Ey
Ex
EE zyxrr
tE
HHHzyx
kji
H
zyx
∂∂
ε=∂∂
∂∂
∂∂
=×∇r
rrr
rr0
Er⊥ phương truyền xHay:
Tương tự: Br⊥ phương truyền x
00 =∂
∂−
∂∂
=∂∂
εz
Hy
Ht
E yzxvà:
3. Sóng điện từ
Tính chất sóng điện từ
32
3. Sóng điện từTính chất sóng điện từ
Sóng điện từ là sóng phẳng (khi ở xa nguồn phát)
Mặt sóng phẳng
Điệntrường
Từtrường
Phương truyền
Sóng điện từ là sóng ngang, có vuông góc nhau và với phươngtruyền sóng (đặc trưng bởi vector vận tốc ) ⇒ lập thành tam diện
HvàErr
vvàHE rrr,vr
HErr
00 μμ=εεdao động cùng phaHvàErr
33
3. Sóng điện từNăng lượng sóng điện từ
Mật độ năng lượng điện trường: 202
1 EwE εε=
Mật độ năng lượng từ trường: 202
1 HwB μμ=
HErr
00 μμ=εεSóng điện từ có:
Mật độ năng lượng sóng điện từ:
HEHEHEw ..21.
21
000000 μμεε=μμεε+μμεε=
20
20 2
121 HEwww BE μμ+εε=+=
Mật độ năng lượng trường điện từ:
34
Mặt sóngthời điểm t Mặt sóng thời
điểm t +Δt
v.Δt
S Pr
EHHE
vwtS
tSvwtSVwP
=μμεε
μμεε=
==ΔΔ
=ΔΔ
=
0000
1..
..
.....
HEPrrr
∧=
3. Sóng điện từNăng thông sóng điện từ
Khái niệm: năng lượng sóng truyền (vậntốc v) qua một đơn vị diện tích vuông gócphương truyền trong một đơn vị thời gian,
Cường độ sóng điện từ: đại lượng về trị số bằng giá trị trung bình theothời gian của mật độ năng thông tại 1 điểm với tốc độ truyền sóng.
vw=J
35
3. Sóng điện từNăng thông sóng điện từ
Sóng điện từ là sóng phẳng đơn sắc:
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω==
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ωμμ=μμ=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ωεε=εε=
vytHEHE
vytHH
vytEEw
mm
m
m
2
220
20
220
20
cos.
cos
cos
2
0
0
21
mEμμεε
=J
2
0
0
21
mHεεμμ
=J
(Em và Hm là biên độ của cường độ điện trườngvà từ trường)
00
20
20
1.21.
21
μμεεεε=εε= mm EvEJ⇒
Vì giá trị TB của: 21cos2 =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω
vyt mmmm HEHEw
21
21
21 2
02
0 =μμ=εε=⇒
36
Áp suất sóng điện từ
Hr
Er
evrTấm kim loại
Sóng điện từ tới đập vào một tấm chắn kim loại vuông góc phương truyền
Er
tạo ra dòng chuyển dời các điện tích (e) có vận tốc ve⇒
3. Sóng điện từ
R=1 ⇒ wp 2=wpw 2≤≤
wp =R=0 ⇒
( )wRp += 1
(R: hệ số phản xạ của mặt KL)
Tác dụng áp suất p lên mặt tấmkim loại:
LFr
Hr
tác dụng lên e lực FL
37
3. Sóng điện từ
Bức xạ lưỡng cực điện (dipole antenna)
Lưỡng cực dao động nguyên tố (element doublet)
Nguồn dao động điều hòa l
+
-
A
B
∼
Cuộn cảm
Bức xạ điện từ của lưỡng cực
Bao gồm 2 điện cực làm bằng vật dẫn cách nhau một khoảng
l
BA
Bản cực tụ điện
l << bước sóng λ
38
3. Sóng điện từ
tptlqqlp ω=ω== sinsin.. 00
Điện tích trên 2 bản cực biến thiêntuần hoàn: q = q0.sinωt
Bức xạ điện từ của lưỡng cực
l
+
-
A
B
∼
Cuộn cảm
Bức xạ lưỡng cực điện (dipole antenna)
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ωθ=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω=
vrt
rb
vrtBB m sinsinsin.
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ωθ=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω=
vrt
ra
vrtEE m sinsinsin.
M
I Lưỡng cực dao động
Cường độ sóng điện từ tại M:
2
24 sinr
K θω=J sinθ2
39
3. Sóng điện từ
Bức xạ điện từ của lưỡng cực
Bức xạ lưỡng cực điện (dipole antenna)
Đường sức điện trường vàtừ trường của sóng điện từ gâybởi lưỡng cực điện
t = 0
E= 0
q = 0
q = 0 + q
- q
t = T /4 t = T /2
t = 3T /4 t = T
0
0
0
0
+ q
- q
E= 0
E= 0
E=+ Em
E= -Em
Một chu kỳ dao động của lưỡng cực điện tạo ra sóng điện từ
40
3. Sóng điện từPhân loại sóng điện từ
Sóng điện từ được phát bởi 1 nguồn xoay chiều có tần số ω và vận tốctruyền trong môi trường v ⇒ bước sóng được xác định: λ = v.T
Ứng với mỗi λ và ω⇒ có một sóng xác định ⇔ sóng đơn sắc
nccv =
εμ=Vì: ⇒
nnTc 0. λλ == (λ0 bước sóng điện từ trong chân không)
Phân loại sóng điện từ theo bước sóng λ (m)
650 nm
600 nm
550 nm
500 nm
450 nm