Bài 19. Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

Khái niệm điện từ trường: Là trường thống nhất bao gồm điện trường biến thiên và từ trường biến thiên liên kết với nhau.

Giả thuyết Maxwell:

• Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy
• Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy

Kết luận: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa lẫn nhau, tạo thành trường thống nhất - điện từ trường.

Định nghĩa: Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trường trong không gian.

Đặc điểm sóng điện từ:

• Sóng điện từ là sóng ngang
• Dao động của E và B vuông góc với phương truyền sóng và vuông góc với nhau
• Tốc độ truyền sóng trong chân không: c = 3.10⁸ m/s
• Sóng điện từ mang năng lượng
• Có thể truyền trong mọi môi trường (kể cả chân không)

Cường độ sóng:

$$I = \frac{S}{S} = \frac{P}{4\pi r^2}$$

Tốc độ sóng điện từ:

$$c = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}} = 3.10^8 \text{ m/s}$$

Bước sóng và tần số:

$$\lambda = \frac{c}{f} = cT$$

Năng lượng sóng điện từ:

Năng lượng điện trường: W_đ = (εE²V)/2

Năng lượng từ trường: W_t = (B²V)/(2μ₀)

Các loại sóng điện từ (theo bước sóng giảm dần):

1. Sóng vô tuyến: λ > 1m, f < 300MHz
2. Tia hồng ngoại: 0,76μm - 1mm, f = 3.10¹¹ - 4.10¹⁴Hz
3. Ánh sáng nhìn thấy: 0,38μm - 0,76μm
4. Tia tử ngoại: 10nm - 0,38μm
5. Tia X: 0,01nm - 10nm
6. Tia gamma: λ < 0,01nm

Tính chất chung: Đều có bản chất điện từ, truyền trong chân không với cùng tốc độ c.