BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 8 & 10 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

Chia sẻ: Nguyen Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

211
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dao động điện từ điều hoà: Biến đổi tuần hoàn giữa các đại l-ợng điện và từ Imax Mạch không có điện trở We+Wm=const thuần, không bị mất mát năng l-ợng q dq dI + LI = 0 2 1q 1 2 C dt dt + LI = const 2 C 2 .Lấy đạo hàm hai vế theo thời gian 2 1 2 d I 2 ?0 = + ?0 I = 0 2 LC dt Dao động điện từ trong T = 2 p = 2 p LC 0 mạch LC là dao động điều ?0 hoà I = I...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG - 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 tõ (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