01Kiến thức cần nhớ
1. Cường độ sóng
Sóng truyền năng lượng. Để so sánh sóng "mạnh" hay "yếu" tại một chỗ, ta dùng
Năng lượng sóng tới một bề mặt diện tích vuông góc phương truyền trong thời gian là .
2. Nguồn điểm: giảm theo bình phương khoảng cách
Nguồn điểm công suất phát sóng đều mọi hướng (không hấp thụ). Cách nguồn , năng lượng trải đều trên mặt cầu diện tích :
Gấp đôi khoảng cách, cường độ còn một phần tư. Cường độ tỉ lệ với bình phương biên độ, , nên
Với sóng tròn trên mặt nước, năng lượng trải trên chu vi nên và biên độ giảm theo : một con sóng lan ra ngày càng thấp.
Kéo ô cam (đầu dò) ra xa nguồn hoặc dùng thanh r: cường độ giảm theo 1/r², biên độ giảm theo 1/r. Đổi công suất P để thấy mọi giá trị tăng cùng tỉ lệ.
3. Sóng điện từ
Những tính chất cần nhớ:
- Truyền được trong chân không và trong các môi trường vật chất; trong chân không có tốc độ lớn nhất, .
- Là sóng ngang: vectơ cường độ điện trường , cảm ứng từ và vectơ vận tốc truyền sóng đôi một vuông góc; và dao động cùng pha và cùng tần số.
- Mang năng lượng; có phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ như mọi sóng.
- Bước sóng và tần số: (chân không). Khi sang môi trường khác giữ nguyên, nên ngắn đi.
4. Thang sóng điện từ
Sắp theo bước sóng giảm dần (tần số tăng dần):
| Vùng | Bước sóng (gần đúng) | Ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|---|
| Sóng vô tuyến | từ khoảng mm đến hàng km | phát thanh, truyền hình, Wi-Fi, radar, lò vi sóng |
| Hồng ngoại | nm đến khoảng mm | điều khiển từ xa, sưởi, camera nhiệt |
| Ánh sáng nhìn thấy | nm đến nm | quan sát, quang hợp |
| Tử ngoại | khoảng nm đến nm | diệt khuẩn, nhận biết tiền giả |
| Tia X | khoảng m đến m | chụp X-quang, kiểm tra hành lí |
| Tia gamma | dưới khoảng m | xạ trị, tiệt trùng |
Các mốc chia vùng ở đây chỉ gần đúng, các vùng kề nhau chồng lên nhau một phần và mỗi sách giáo khoa có thể ghi mốc hơi khác; đề thi sẽ ghi sẵn mốc cần dùng. Ánh sáng nhìn thấy chỉ là một dải rất hẹp, từ đỏ ( nm) qua cam, vàng, lục, lam, chàm đến tím ( nm).
Kéo thanh log λ qua các vùng (thang logarit): đọc bước sóng, tần số f = c/λ, tên vùng và ứng dụng. Bấm các nút để nhảy tới lò vi sóng, sóng FM, laser đỏ, tia X.
02Tóm tắt
- ; nguồn điểm ; , .
- Sóng điện từ: ngang, , và cùng pha, truyền được trong chân không với m/s.
- ; thang sóng theo tần số tăng: vô tuyến, hồng ngoại, nhìn thấy ( nm), tử ngoại, X, gamma.
03Mở rộng
Mức cường độ âm. Tai người nghe được dải cường độ rộng khủng khiếp (từ khoảng đến ), nên người ta dùng thang logarit: mức cường độ âm (đêxiben), với . Gấp đôi khoảng cách thì giảm lần, giảm khoảng dB. Phần này tuỳ chương trình, không có trong kho dạng bài.
Vì sao ánh sáng truyền được từ Mặt Trời? Điện trường biến thiên sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại, hai trường cứ "đẩy" nhau đi mà không cần vật chất làm trung gian.