Bài giảng Vật lý đại cương (PGS.TS Đỗ NGọc Uấn) - (Chương 8, 10). Dao động và Sóng điện từ

Chia sẻ: babman92

Dao động điện từ điều hòa, Mạch không có điện trở,Dao động điện từ tắt dần là nội dung của bài giảng này. Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên, nghiên cứu sinh chuyên môn vật lý - Giáo trình vật lý đại cương.

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương (PGS.TS Đỗ NGọc Uấn) - (Chương 8, 10). Dao động và Sóng điện từ

Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng
T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn
ViÖn VËt lý kü thuËt
Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi
Dao ®éng & Sãng ®iÖn

(Ch−¬ng 8, 10)
1. Dao ®éng ®iÖn tõ ®iÒu hoμ: BiÕn ®æi tuÇn
hoμn gi÷a c¸c ®¹i l−îng ®iÖn vμ tõ
Imax
K2
+ L Dmax
-
_
+
C 2 12
1q = LI 0
max
= W
max 0
W
K1 m
e
2
2C
M¹ch kh«ng cã ®iÖn trë
We+Wm=const
thuÇn, kh«ng bÞ mÊt m¸t n¨ng
l−îng q dq dI
+ LI = 0
2
1q 12 C dt dt
+ LI = const
2C 2
q dI LÊy ®¹o hμm hai vÕ
+L =0
theo thêi gian
C dt
1
2
dI ω0 =
2
+ ω0 I = 0
2
2
LC
dt
Dao ®éng ®iÖn tõ trong T = 2 π = 2 π LC
ω0
0
m¹ch LC lμ dao ®éng ®iÒu
I = I cos(ω t + ϕ)
hoμ
0 0
I = I 0 cos ω0 t
I,q


q = q 0 sin ω0 t
t
2.Dao ®éng ®iÖn tõ t¾t dÇn
To¶ nhiÖt t¹i R Biªn ®é dßng (®iÖn tÝch) gi¶m
R
dÇn -> t¾t h¼n
6.1 f/t Dao ®éng ®iÖn tõ t¾t dÇn
C L To¶ nhiÖt t¹i R, mÊt n¨ng l−îng
trong dt:
q dI
+ L = − RI
2dt
-dW= RI
C dt
2
1q 12 2
dI dI
− d( + LI ) = RI dt2
+ 2β + ω0 I = 0
2
2C 2 2
dt dt
R ω= 1
q dq dI
2β =
+ LI = − RI 2
0
LC
L
C dt dt
§iÒu kiÖn ®Ó cã dao ®éng ω0 > β
ω = ω −β
2 2
− βt
I = I 0e cos( ωt + ϕ) 0

1 R2
= −( )
I
LC 2 L
I0
I0e-βt 2π 2π
I0cosϕ
T= =
ω 1 R2
−( )
t
-I0e-βt LC 2 L
T • I gi¶m dÇn theo hμm mò víi
-I0
thêi gian R 2 R( )
• §iÒu kiÖn ®Ó cã C
LC 2L
dao ®éng ω0 > β L
R0 = 2 • §iÖn trë tíi h¹n
C
3.Dao ®éng ®iÖn tõ c−ìng bøc: ε=ε0sinΩt
R  Trong thêi gian dt mÊt RI2dt,
cung cÊp thªm εIdt
2
C 1q 12
+ LI ) + RI dt = ε.I.dt
L 2
d(
2C 2
ε
q dq dI
+ LI + RI = Iε 0 sin Ωt
~ 2

C dt dt
ε0Ω
2
dI dI
+ 2β + ω0 I = cos Ωt
2
2
dt dt L
I=Itd+Icb sau mét thêi gian Itd t¾t h¼n, chØ
cßn Icb
I = Icb=I0cos(Ωt+Φ)
ε0
I I0 =
12
R + ( ΩL −
2
)
t ΩC
1
ΩL −
1 2 Tæng trë ΩC
Z = R + ( ΩL −
2
) cña m¹ch tgΦ =
ΩC R
1
Z L = ΩL C¶m kh¸ng ZC = Dung kh¸ng
ΩC
ε0
Céng h−ëng I0 ®¹t cùc ®¹i
=
I 0 max
1 1
ΩL = → Ω ch = = ω0 R
ΩC LC
TÇn sè c−ìng bøc b»ng tÇn sè riªng cña
m¹ch -> Céng h−ëng

øng dông: HiÖu suÊt cao nhÊt -> Bï pha
I0max




Ω
Ωch=ω0
Ch−¬ng 10: Sãng ®iÖn tõ
1. Sù t¹o thμnh sãng ®iÖn tõ
ThÝ nghiÖm cña HÐc:
r
E
A
L M
~ L’ B r
H

Sãng ®iÖn tõ lμ tr−êng ®iÖn tõ biÕn thiªn
truyÒn ®i trong kh«ng gian
2. Ph−¬ng tr×nh M¾c xoen cña sãng ®iÖn tõ
rr rr
ρ=0
E = E ( x , y, z , t ) H = H ( x , y, z , t )
r
rr rr
D = D ( x , y, z , t ) B = B( x , y, z, t )r J=0
r r ∂D
r ∂B rotH =
rotE = −
∂t r
∂t r
r
r r r divB = 0 B = μr μH
D = ε 0 εE divD = 0 0
r ∂E
rotH = ε 0 ε
Ph−¬ng tr×nh sãng
r
∂t r
r ∂H r
rotE = −μ 0μ ∂H ∂E
2
r ∂t r rot( ) = ε 0 ε 2
∂H 1
∂t ∂t
=− rotE
∂t μ 0μ
r
r ∂E
2
1
− rot( rotE) = ε 0 ε 2
μ 0μ ∂t r
r ∂E2
rot( rotE) + μ 0με 0 ε 2 = 0
∂t r
r r 1 ∂2E
r 1∂E 2
ΔE − 2 2 = 0
− ΔE + 2 2 = 0
v ∂t
v ∂t
C
1 v=
v=
με
μ 0με 0 ε
1
C= ≈ 3.10 m / s
8

μ0ε0 r r r r
rot ( rotE ) = ∇divE − ∇ E = − ΔE
2
3. Nh÷ng t/c cña sãng ®iÖn tõ:
• Tån t¹i c¶ trong chÊt, ch©n kh«ng
• Sãng ngang: E&H vu«ng gãc víi v
• VËn tèc trong • VËn tèc trong
m«i tr−êng chÊt ch©n kh«ng
C 1
v= C= ≈ 3.10 m / s
8
με μ0ε0
y
Sãng ®iÖn tõ ®¬n s¾c: r
r Er
MÆt sãng lμ c¸c mÆt E0
v
ph¼ng song song: tõ ∞, r
r x
ph−¬ng E,H kh«ng ®æi H 0 H
z
rr
Hai vÐc t¬ lu«n vu«ng gãc E⊥H
rrr
E, H , v theo thø tù ®ã hîp thμnh tam diÖn
thuËn 3 mÆt vu«ng
rr
E, H lu«n dao ®éng cïng pha vμ cã tû lÖ
r r
rr ε 0 ε | E |= μ 0μ | H |
v
E x
E = E m cos ω( t − )
r
H vx
H = H m cos ω( t − )
v
4. N¨ng l−îng sãng ®iÖn
tõ 1 1
ϖ= ε0εE + μ 0μ H
2 2

2 2
Sãng ®iÖn tõ lan truyÒn:
ϖ = ε 0 εE = μ 0μH = ε 0 ε E μ 0μ H
2 2

• N¨ng th«ng cña sãng ®iÖn tõ 1
v=
Φ = ϖv
μ 0με 0 ε
Φ = EH rrr
Φ = E×H
• VÐc t¬ Um«p-Poynting
5. Thang sãng λ 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 10 102
cm
Tia Gamma




Sãng VT§
Hång ngo¹i
Tia tö ngo¹i
Tia r¬nghen


AS nh×n thÊy
6. ¸p suÊt sãng ®iÖn tõ
Tr−êng ®iÖn tõ g©y ra dßng
r
c¶m øng J -> g©y ra lùc ®Èy
Er
J
¸p suÊt p=(1+k) ϖ r
H
ϖ ≤ p ≤ 2ϖ
AS mÆt trêi cã n¨ng th«ng Φ ~103W/m2
ϖ = Φ/c = 103/(3. 108)J/m3
¸p suÊt AS mÆt trêi t¸c dông lªn mÆt vËt dÉn
ph¶n x¹ hoμn toμn k=1:
p=2. 103/(3. 108)=0,7.10-5 N/m2
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản