Giải SBT Vật lí 11 Bài 11 (Kết nối tri thức): Sóng điện từ

3.4 K

Với giải sách bài tập Vật lí 11 Bài 11: Sóng điện từ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Sách bài tập Vật lí 11 Bài 11: Sóng điện từ

Giải SBT Vật lí 11 trang 21

Bài 11.1 trang 21 SBT Vật lí 11: Theo thứ tự bước sóng tăng dần thì sắp xếp nào dưới đây là đúng?

A. Vi sóng, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X.

B. Tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng.

C. Tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng, tia X.

D. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, vi sóng, tia X.

Lời giải:

Từ thang sóng điện từ ta có

Loại bức xạ

Phạm vi bước sóng

Sóng vi ba

Từ 1mm đến 1m

Tia hồng ngoại

Từ 0,76 μm đến 1mm

Tia tử ngoại

Từ 10 nm đến 400nm

Tia X

Từ 30 pm đến 3nm

Đáp án : B

Bài 11.2 trang 21 SBT Vật lí 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?

A. Tất cả các sóng điện từ đều truyền trong chân không với tốc độ như nhau.

B. Sóng điện từ đều là sóng ngang.

C. Chúng đều tuân theo các quy luật phản xạ, khúc xạ.

D. Khi truyền từ không khí vào nước thì tần số, bước sóng và tốc độ của các sóng điện từ đều giảm.

Lời giải:

Sóng điện từ truyền được trong chất rắn , lỏng , khí và chân không nên nó không phải sóng ngang

Đáp án : B

Bài 11.3 trang 21 SBT Vật lí 11: Nội dung nào sau đây tóm tắt đúng đặc điểm của sóng điện từ, tính từ sóng vô tuyến đến tia γ trong thang của sóng điện từ?

      Tần số                   Bước sóng                    Tốc độ trong chân không

A. tăng dần                 giảm dần                        giảm dần

B. giảm dần                tăng dần                         tăng dần

C. tăng dần                 giảm dần                        không đổi

D. giảm dần                tăng dần                         không đổi

Lời giải:

Từ thang đô sóng điện từ ta có : tính từ sóng vô tuyến đến tia γ thì tần số tăng dần và biên độ giảm dần .

Sóng điện từ truyền trong chân không với tốc độ bằng tốc độ của ánh sáng c = 3.108 m/s

Đáp án : C

Bài 11.4 trang 21 SBT Vật lí 11: Sóng điện từ có bước sóng nào dưới đây thuộc về tia hồng ngoại?

A.7. 102 m.

B.7. 106 m.

C. 7. 109 m.

D. 7. 1012 m.

Lời giải:

Từ thang sóng điện từ ta có

Loại bức xạ

Phạm vi bước sóng

Tia hồng ngoại

Từ 0,76 μm đến 1mm

Đáp án : B

A. v2=λ1λ2.v1

B. v2=λ2λ1.v1

C. v2=λ2.λ1v1

 D. v2=λ2λ1v1  

Lời giải:

Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không thay đổi => v1λ1=v2λ2=>v2=λ2λ1v1

Đáp án : B

Bài 11.8 trang 22 SBT Vật lí 11: Thang của sóng điện từ được biểu diễn theo bước sóng tăng dần như Hình 11.1.

Sách bài tập Vật lí 11 Bài 11 (Kết nối tri thức): Sóng điện từ (ảnh 1)

a) Xác định các loại bức xạ được đánh dầu A, B.

b) Mô tả ngắn gọn một ứng dụng của tia X trong thực tiễn.

c) Chỉ ra hai đặc điểm khác nhau giữa sóng điện từ và sóng âm.

Lời giải:

a) Dựa vào thang đo sóng điện từ ta thấy A là tia tử ngoại ; B là tia hồng ngoại

b) Ứng dụng của tia X trong thực tiễn là chụp X- quang trong y học : Các chùm tia X xuất phát từ máy chụp X quang sẽ đi xuyên qua bề mặt đối tượng, ví dụ như cơ thể người, rồi tiếp tục xuyên qua các bộ phận bên trong và cuối cùng sẽ tạo thành ảnh chụp trên các tấm phim đen trắng.

c) Hai đặc điểm khác nhau giữa sóng điện từ và sóng âm là :

- Sóng âm là sóng cơ còn sóng điện từ không phải sóng cơ

- Sóng âm không truyền được trong chân không còn sóng điện từ thì truyền được trong chân không.

Bài 11.10 trang 22 SBT Vật lí 11: Một vệ tinh địa tĩnh ở độ cao 36 600 km so với một đài phát hình trên mặt đất, nằm trên đường thẳng nối vệ tinh và tâm Trái Đất. Coi Trái Đất là một hình cầu có bán kính 6 400 km. Vệ tinh nhận sóng truyền hình từ đài phát rồi phát lại tức thời tín hiệu đó về Trái Đất. Biết tốc độ truyền sóng c = 3. 108m/s. Tính khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến Trái Đất.

Lời giải:

 Sách bài tập Vật lí 11 Bài 11 (Kết nối tri thức): Sóng điện từ (ảnh 1)

Thông tin được đài phát phát đi, vệ tinh thu nhận tín hiệu đó và phát trở lại trái đất. Các điểm trên mặt đất sẽ nhận được thông tin đó thông qua đầu thu tín hiệu.

Khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến một điểm trên mặt Trái Đất tương ứng với thời gian sóng truyền từ điểm D đến A sau đó từ A về B.

Độ dài đoạn AB là :

AB=AC2BC2=(h+R)2R2=42521,1km

Khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến Trái Đất là :

t=tDA+tAB=ADc+ABc=0,264s

Bài 11.12 trang 22 SBT Vật lí 11: Giả sử một vệ tỉnh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng xích đạo Trái Đất, đường thẳng nói vệ tinh với tâm Trái Đất đi qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc. Coi Trái Đất như một quả cầu bán kính 6 400 km, khối lượng là 6.1024 kg và chu kì quay quanh trục của nó là 24 h, hằng số hấp dẫn G =6,67.1011N.m2/kg2.Sóng cực ngắn f > 30 MHz phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo

Trái Đất trong khoảng kinh độ nào?

Lời giải:

 Sách bài tập Vật lí 11 Bài 11 (Kết nối tri thức): Sóng điện từ (ảnh 1)

Lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh . Chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính R + h => Fht=Fhd

=> mv2R+h=GmM(R+h)2 với v=ω(R+h)=2π(R+h)T

=>  GmM(R+h)2=m4π2(R+h)T2=>(R+h)2=GT2M4π2

=>(R+h)2=6,67.1011.(86400)2.6.10244π2=7,47.1022(m3)

=>R+h=4,21.104km

cosα=RR+h=6400421000,15=>α=81,30=81020

Sóng cực ngắn (f > 30 MHz ) phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo trái đất trong khoảng kinh độ từ kinh độ 81020Đ theo hướng Tây đến kinh độ 81020T.

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 9: Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ

Bài 11: Sóng điện từ

Bài 12: Giao thoa sóng

Bài 13: Sóng dừng

Bài tập cuối chương 2

Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích

Lý thuyết Sóng điện từ

I. Sóng điện từ

- Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. Sóng điện từ là sóng ngang

- Tốc độ của tất cả các sóng điện từ truyền trong chân không có giá trị 3.108m/s, đúng bằng tốc độ ánh sáng trong chân không

=> Ánh sáng là sóng điện từ

- Sóng điện từ gồm một dải rộng tần số (hoặc bước sóng), gọi là thang sóng điện từ

II. Thang sóng điện từ

- Sự khác nhau về bước sóng (hay tần số) của các loại sóng điện từ đã dẫn đến sự khác nhau về tính chất và công dụng của chúng

 Lý thuyết Sóng điện từ (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 1)

1. Ánh sáng nhìn thấy

- Quang phổ của ánh sáng nhìn thấy là một dải màu biến thiên liên tục từ tím đến đỏ.

- Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng từ 0,38μm đến 0,76μm, ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất khoảng 0,76μm, ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất khoảng 0,38μm

- Nguồn phát: Mặt Trời, một số loại đèn, tia chớp, ngọn lửa,…

2. Tia hồng ngoại (IR)

- Tia hồng ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,76μm đến 1nm

- Nguồn phát tia hồng ngoại: Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát được tia hồng ngoại ra môi trường

- Nguồn thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp gas, bếp than, diot hồng ngoại,…

- Tia hồng ngoại có tính chất tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ và gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường. Đặc trưng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt

- Ứng dụng phổ thông nhất của tia hồng ngoại là sử dụng trong các điều khiển từ xa; bếp điện, lò nướng,...

3. Tia tử ngoại (UV)

- Tia tử ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 10 nm đến 400 nm.

- Nguồn phát tia tử ngoại: Vật có nhiệt độ trên 2000°C thì phát được tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì bước sóng tử ngoại càng nhỏ. Hồ quang điện, đèn hơi thuỷ ngân là nguồn phát tia tử ngoại mạnh.

- Tia tử ngoại có tính chất tác dụng lên phim ảnh, kích thích sự phát quang của nhiều chất, làm ion hoá không khí, có tác dụng sinh học..

- Tia tử ngoại được ứng dụng vào công nghệ diệt khuẩn, tiệt trùng thực phẩm trước khi đóng gói, khử trùng dụng cụ y tế, tìm vết nứt trên bề mặt của các vật kim loại...

4. Sóng vô tuyến

- Sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng từ 1 mm đến 100 km.

- Chúng được phát ra từ an ten và được sử dụng để "mang" các thông tin như âm thanh, hình ảnh đi rất xa.

- Sóng này bị phản xạ bởi tầng điện li trước khi tới máy thu

- Trong đó, sóng VHF (Very High Frequency) (bước sóng rất ngắn) tử 1 m đến 10 m và sóng UHF (Ultra High Frequency) (bước sáng cực ngắn) từ 10 cm đến 1 m có thể truyền thẳng đến máy thu, không bị phản xạ bởi tầng điện li. Chúng được sử dụng cho các đài phát thanh và truyền hình địa phương.

- Sóng vi ba (bước sóng khoảng vài cm) được sử dụng cho viễn thông quốc tế và chuyển tiếp truyền hình qua vệ tinh thông tin và cho mạng điện thoại di động qua tháp vi ba.

 Lý thuyết Sóng điện từ (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 2)

5. Tia Rơn ghen (Tia X)

- Tia X có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại (khoảng từ 30 pm đến 3 nm)

- Nguồn phát tia X: Tia X được tạo ra khi các electron chuyển động với tốc độ cao tới đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn trong ống tia X

- Ngoài các công dụng về chẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học, tia X còn được sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể, sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách khi đi máy bay...

6. Tia Gamma (γ)

-  Tia gamma có bước sóng nhỏ nhất trong thang sóng điện tử, khoảng từ 10-5 nm đến 0,1 nm

- Trong y học, tia gamma được dùng trong phẫu thuật, điều trị các căn bệnh liên quan đến khối u, dị dạng mạch máu, các bệnh chức năng của não.

- Bên cạnh lĩnh vực y tế, tia gamma còn được ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, Tia gammua giúp phát hiện các khuyết tật bằng hình ảnh rõ ràng với độ chính xác cao.

Đánh giá

0

0 đánh giá