Xem mẫu
- 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
nguon tai.lieu . vn
