Picture of the author
Picture of the author
SGK Vật Lý 12»Dao Động Và Sóng Điện Từ»Bài 23: Nguyên Tắc Thông Tin Liên Lạc Bằ...

Bài 23: Nguyên Tắc Thông Tin Liên Lạc Bằng Sóng Vô Tuyến

Lý thuyết nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến Vật Lý 12 bộ sách giáo khoa. Nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu lý thuyết và bài tập minh họa một cách đầy đủ, dễ hiểu.

Xem thêm

I. Nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ

Nguyên tắc phát sóng điện từ dựa vào sự bức xạ sóng điện từ

Mắc phối hợp một máy phát dao động với một anten. Trong mạch LC có một dao động duy trì với tần số f. Cuộn cảm L cảm ứng qua cuộn LA một từ trường dao động với tần số f. Từ trường này phát sinh một điện trường cảm ứng làm cho các êlectron trong anten dao động theo phương của anten và phát ra sóng điện từ có tần số f.

 bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-1

Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào sự cộng hưởng điện từ

Mắc phối hợp một anten với một mạch dao động. Anten nhận được rất nhiều sóng có tần số khác nhau từ các đài phát truyền đến, làm các êlectron trong anten dao động và mạch LC cũng dao động với tất cả các tần số đó. Muốn thu được sóng có tần số f0 ta điều chỉnh tụ C để tần số riêng của mạch LC bằng f0. Khi đó trong mạch có cộng hưởng, dao động trong mạch có tần số f0 với biên độ lớn nhất Þ Mạch đã chọn được sóng có tần số f0.

 bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-2

* Quy trình chung:

Để đơn giản ta chỉ xét chủ yếu sự truyền thanh vô tuyến.

+ Dùng micrô biến các dao động âm thành các dao động điện tần số thấp, gọi là âm tần;

+ “Trộn” các dao động trên vào sóng điện từ cao tần (sóng mang), gọi là biến điệu sóng điện từ;

+ Dùng anten để thu sóng điện từ cao tần;

+ Mạch chọn sóng mắc với anten trên sẽ chọn lọc để thu sóng điện từ muốn thu (mạch này là khung dao động LC và hoạt động dựa trên sự cộng hưởng điện);  

+ Dùng mạch tách sóng âm tần ra khỏi cao tần;

+ Dùng mạch khuếch đại dao động âm tần nhận được và loa phát âm nhận được.

II. Sơ đồ khối của máy phát thanh và máy thu thanh vô tuyến đơn giản

+ Máy phát gồm: micrô, mạch phát sóng điện từ cao tần, mạch biến điệu, mạch khuếch đại và anten phát.

+ Máy thu gồm: anten thu, mạch chọn sóng, mạch tách sóng, mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần và loa.

 bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-3

 bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-4

III. Sóng điện từ và thông tin vô tuyến

Loại sóng

Bước sóng (m)

Đặc tính

Sóng cực ngắn

10-2 – 10  

Có năng lượng rất lớn, xuyên qua tầng điện li nên dùng thông tin vũ trụ, vô tuyến truyền hình.

Sóng ngắn

10 – 102

Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần → thông tin trên mặt đất kể cả ngày và đêm.

Sóng trung

102 – 103

Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm ít bị hấp thụ → ban đêm nghe đài sóng trung rõ hơn ban ngày.

Sóng dài

> 103

Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ, dùng thông tin liên lạc dưới nước.

Đài truyền hình dùng các sóng cực ngắn. Sóng này không truyền được xa trên mặt đất, phải dùng các đài tiếp sóng trung gian hoặc các vệ tinh nhân tạo để thu sóng của đài phát rồi phát trở về trái đất.

Các đài phát thanh thường dùng sóng trung, sóng ngắn và cả sóng cực ngắn (đài FM).


IV. Bài tập luyện tập nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào sự

  1. cộng hưởng điện từ.
  2. hấp thụ sóng điện từ.
  3. biến điệu tần số.
  4. khuếch đại biên độ.
ĐÁP ÁN

Chọn A

Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào sự cộng hưởng điện từ.

Câu 2: Trong sơ đồ khối của một máy phát sóng vô tuyến điện, không có mạch (tầng)

  1. tách sóng.
  2. khuếch đại.
  3. phát dao động cao tần.
  4. biến điệu.
ĐÁP ÁN

Chọn A

Câu 3: Chọn phát biểu sai. Sóng cực ngắn

  1. mang năng lượng.
  2. truyền đi trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
  3. bị phản xạ rất mạnh ở tầng điện li.
  4. có thể bị khúc xạ, phản xạ.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Sóng cực ngắn có thể đâm xuyên qua tầng điện li.

Câu 4: Trong sơ đồ khối của một máy thu thanh dùng vô tuyến không có bộ phận nào dưới đây?

  1. Mạch tách sóng.
  2. Mạch khuếch đại.
  3. Mạch biến điệu.
  4. Anten.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Câu 5: Biến điệu sóng điện từ là

  1. biến đổi sóng cơ thành sóng điện từ.
  2. trộn sóng điện từ tần số âm với sóng điện từ tần số cao.
  3. làm cho biên độ sóng điện từ tăng lên.
  4. tách sóng điện từ tần số âm ra khỏi sóng điện từ tần số cao.
ĐÁP ÁN

Chọn B

Biến điệu sóng điện từ là trộn sóng điện từ tần số âm vào sóng điện từ tần số cao.

Câu 6: Theo thứ tự tăng dần về tần số của các sóng vô tuyến, sắp xếp nào sau đây đúng?

  1. Sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung, sóng dài.
  2. Sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng dài, sóng trung.
  3. Sóng dài, sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn.
  4. Sóng dài, sóng ngắn, sóng trung, sóng cực ngắn.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Thứ tự tăng dần tần số chính là thứ tự giảm dần bước sóng.

Câu 7: Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, mạch tách sóng ở máy thu thanh có tác dụng

  1. tách sóng âm tần ra khỏi cao tần.
  2. đưa sóng siêu âm ra loa.
  3. đưa sóng cao tần ra loa.
  4. tách sóng hạ âm ra khỏi siêu âm.
ĐÁP ÁN

Chọn A

Mạch tách sóng ở máy thu có tác dụng tách sóng âm tần ra khỏi cao tần.

Câu 8: Từ Trái Đất, các nhà khoa học điều khiển các xe tự hành trên Mặt Trăng nhờ sử dụng các thiết bị thu phát sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng này thuộc dải

  1. sóng trung.
  2. sóng cực ngắn.
  3. sóng ngắn.
  4. sóng dài.
ĐÁP ÁN

Chọn B

Người ta điều khiển các xe tự hành trên Mặt Trăng bằng sóng cực ngắn. Vì sóng cực ngắn có thể xuyên qua được tầng điện li.

Câu 9: Trong sơ đồ khối của máy phát vô tuyến, micrô có tác dụng

  1. khuếch đại dao động âm tần từ nguồn phát
  2. trộn dao động điện từ âm tần với dao động điện từ cao tần.
  3. biến dao động âm thành dao động điện từ có cùng tần số.
  4. biến dao động điện từ âm tần thành dao động điện từ cao tần.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Micrô có tác dụng biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số.

Câu 10: Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây đặt ở máy thu thanh dùng để biến dao động điện thành dao động âm có cùng tần số?

  1. Mạch khuếch đại.
  2. Mạch tách sóng.
  3. Loa.
  4. Anten thu.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Loa có tác dụng biến dao động điện thành dao động âm có cùng tần số.

Câu 11: Sóng vô tuyến có tần số 90 MHz là sóng

  1. cực ngắn.
  2. ngắn.
  3. trung.
  4. dài.
ĐÁP ÁN

Chọn A

Bước sóng của sóng điện từ này là, ta có: .

Câu 12: Một sóng điện từ truyền theo phương ngang có chiều từ Nam ra Bắc. Xét trên phương truyền, vào thời điểm t, vectơ cường độ điện trường có độ lớn cực đại và hướng về hướng Tây. Khi đó, vectơ cảm ứng từ có

  1. độ lớn cực đại và hướng về phía Tây.
  2. độ lớn cực đại và hướng về phía Nam.
  3. độ lớn cực đại và hướng thẳng đứng từ trên xuống.
  4. độ lớn cực đại và hướng thẳng đứng từ dưới lên.
ĐÁP ÁN

Chọn D

Sử dụng qui tắc đinh ốc (hoặc qui tắc bàn tay phải)  ta tìm được hướng của véctơ cảm ứng từ có chiều từ dưới lên trên.

bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-7

bai-23-nguyen-tac-thong-tin-lien-lac-bang-song-vo-tuyen-hinh-8

Câu 13: Khi thực hiện biến điệu sóng điện từ trước khi truyền đi, người ta sử dụng sóng điện từ cao tần (sóng mang) có tần số 800 kHz để trộn với sóng âm tần có tần số 1 kHz. Khi dao động âm tần thực hiện 1 dao động thì dao động cao tần thực hiện được số dao động là

  1. 400.
  2. 800.
  3. 1600.
  4. 100.
ĐÁP ÁN

Chọn B

Tần số của dao động cao tần gấp 800 lần tần số của dao động âm tần nên khi dao động âm tần thực hiện 1 dao động thì dao động cao tần thực hiện được 800 dao động.

Câu 14: Khoảng cách từ một anten đến một vệ tinh địa tĩnh là 36000 km. Lấy tốc độ truyền sóng điện từ bằng 3.108 m/s. Thời gian truyền một tín hiệu sóng vô tuyến từ vệ tinh đến anten bằng

  1. 1,08 s.
  2. 10,8 s.
  3. 0,12 s.
  4. 12 ms.
ĐÁP ÁN

Chọn C

Thời gian truyền tín hiệu là, ta có:  

Câu 15: Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 3và tụ điện có điện dung biến thiên trong khoảng từ 10 pF đến 500 pF. Biết rằng, muốn thu được sóng điện từ thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Trong không khí, tốc độ truyền sóng điện từ là 3.108 m/s,  máy thu này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng trong khoảng

  1. từ 10 m đến 730 m.
  2. từ 10 m đến 73 m.
  3. từ 1 m đến 73 m.
  4. từ 100 m đến 730 m.
ĐÁP ÁN

Chọn B

+ Bước sóng của sóng điện từ mà máy thu được được tính theo công thức:  


+ Bước sóng ngắn nhất mà máy thu được là

  

+ Bước sóng dài nhất mà máy thu được là

 



GV: BÙI TRẦN ĐỨC ANH THÁI

TRƯỜNG THCS - THPT NGUYỄN KHUYẾN

Tác giả: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến - Tổ Vật Lý

Bài 22: Sóng Điện Từ