Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ SVIP

I. LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG BIẾN THIÊN VÀ TỪ TRƯỜNG BIẾN THIÊN

1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy

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

Khi tụ điện tích hoặc phóng điện, điện tích thay đổi, tạo ra một điện trường biến thiên, tương đương với dòng điện dịch. Dòng điện dịch này gây ra từ trường có các đường sức khép kín bao quanh điện trường.

Điện trường biến thiên giữa hai bản tụ điện và từ trường do nó sinh ra (trường hợp tụ điện đang tích điện, điện trường đang tăng)

3. Điện từ trường

Từ trường biến thiên sinh ra điện trường biến thiên xung quanh và ngược lại, điện trường biến thiên cũng tạo ra từ trường biến thiên. Hai trường này cùng tồn tại, chuyển hóa lẫn nhau, tạo thành một trường thống nhất gọi là điện từ trường.

Tại mỗi điểm trong không gian, vectơ cảm ứng từ \(\overset{\rightarrow}{B}\) luôn vuông góc với vectơ cường độ điện trường \(\overset{\rightarrow}{E}\).

II. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

1. Sự tạo thành sóng điện từ

- Theo Maxwell, khi tại một điểm có điện trường biến thiên \(\overset{\rightarrow}{E}\), thì vùng lân cận xuất hiện từ trường biến thiên \(\overset{\rightarrow}{B_{1}}\).
- Sự xuất hiện của \(\overset{\rightarrow}{B_{1}}\) lại tạo ra một điện trường mới \(\overset{\rightarrow}{E_{2}}\), rồi tiếp tục sinh ra \(\overset{\rightarrow}{B_{3}}\), và cứ thế điện trường và từ trường biến thiên liên tục tạo thành một quá trình lan truyền.

\(\rarr\) Quá trình này gọi là sóng điện từ – sự lan truyền của điện từ trường trong không gian.

2. Sự lan truyền sóng điện từ

Tại mỗi điểm trong không gian sóng điện từ truyền qua:

- Vectơ \(\overset{\rightarrow}{E}\) vuông góc với vectơ \(\overset{\rightarrow}{B}\). Cả hai đều 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.

 Sự lan truyền sóng điện từ

Sóng điện từ truyền được trong chân không. Trong chân không, sóng điện từ có bước sóng \(\lambda\) được xác định bởi công thức:

\(\lambda=cT=\dfrac{c}{f}\)

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

Tính chất của sóng điện từ:

- Mang theo năng lượng khi lan truyền.

- Tần số càng cao, khả năng truyền đi càng xa.

- Sóng điện từ tuân theo các hiện tượng như: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ,...