Bước sóng và công thức tính bước sóng là những điều mà luôn xuất hiện xung quanh đời sống mà có thể các bạn lại không hề biết. Để nắm rõ về điều này thì hôm nay chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp thắc mắc qua bài viết bước sóng là gì và công thức tính bước sóng chi tiết và dễ hiều nhất nhé!
Bước sóng là gì?
Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha hay khoảng cách giữa hai điểm mà sóng đạt được giá trị lớn nhất.
Bước sóng thường được biểu hiện bằng chữ cái Hy Lạp đó là chữ Lam Da với các đường cong dài được lên xuống và uốn lượn theo các chiều hướng khác nhau. Ở mỗi thời điểm khác nhau thì bước sóng sẽ có những ký hiệu và hình dạng khác nhau để thể hiện những giá trị tương ứng.
Các loại bước sóng ánh sáng
Bước sóng tia hồng ngoại
Bước sóng của tia hồng ngoại là bức xạ có bước sóng nằm trong khoảng 700nm đến 1mm. Mặc dù bước sóng của tia hồng ngoại dài hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nhưng lại hơn bước sóng của ánh sáng viba [bước sóng của lò vi sóng]. Vì tia hồng ngoại là một bước sóng khá dài nên chúng ta cũng không thể nhìn thấy loại tia này được.
Bước sóng mà có thể nhìn thấy bằng mắt
Ánh sáng mà bản thân nhìn được chỉ chiếm một phần nhỏ trong bộ phổ bức xạ điện từ. Vùng tần số mà mắt thường có thể thấy là những ánh sáng có bước sóng từ 380 đến 700, là dải từ tím tới đỏ.
READ Hướng dẫn, thủ thuật về Thủ thuật văn phòng
Bước sóng của các màu trong khoảng tím tới đỏ mà mắt thường của chúng ta có thể nhìn thấy được là:
- Bước sóng ánh sáng đỏ: Bước sóng trong khoảng từ 640nm đến 760nm.
- Bước sóng ánh sáng màu lục: Bước sóng trong khoảng từ 500 nm từ 575nm.
- Bước sóng ánh sáng tím: Bước sóng trong khoảng từ 380nm đến 440nm
- Bước sóng ánh sáng chàm: Bước sóng trong khoảng từ 430nm đến 460nm
- Bước sóng ánh sáng lam: Bước sóng trong khoảng từ 450nm đến 510nm
- Bước sóng ánh sáng lục: Bước sóng trong khoảng từ 500 nm từ 575nm
- Bước sóng ánh sáng vàng: Bước sóng trong khoảng từ 570nm đến 600nm
- Bước sóng ánh sáng cam: Bước sóng trong khoảng từ 590nm đến 650nm
- Bước sóng ánh sáng đỏ: Bước sóng trong khoảng từ 640nm đến 760nm
Bước sóng vô tuyến
Bước sóng vô tuyến là bước sóng mà do chính con người tạo ra và nó được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Bước sóng vô tuyến có phổ điện từ dài hơn so với bước sóng hồng ngoại, giao động trong khoảng 100km – 1nm.
Bước sóng quang phổ
Bước sóng quang phổ là một dải màu 7 màu giống như màu của cầu vồng. Bước sóng quang phổ thường xảy ra hiện tượng tán sắc nên chúng ta có thể hứng được các màu sắc trên màn ảnh mà có bước sóng quang phổ
Vai trò của bước sóng
Bước sóng cho vai trò cực kì quan trọng trong đời sống. Thực tế thì mỗi bước sóng đều có thể thay đổi được một cách linh hoạt, tùy với nhu cầu mà người sử dụng muốn sử dụng bước sóng như thế nào. Ví dụ: Sử dụng tia laser với bước sóng có công suất cao 10.6 um hay 355 nm để chạm khắc thủy tinh.
READ Thông tin về Ion là gì? Công thức tính Ion ra sao?
Các công việc có những đặc trưng riêng như xây dựng, xưởng cần nhìn thấy ánh sáng khác của môi trường để dễ dàng hình dung, cân đo sao cho hiệu quả và chính xác nhất. Ví dụ: máy đo khoảng cách hay máy cân bằng laser có bước sóng đỏ [630 – 750nm].
Công thức tính bước sóng
Công thức tính bước sóng: λ = v x f = v x T
Trong đó:
- λ: Là kí hiệu của Lam Da [bước sóng]
- v: tốc độ lan truyền của sóng [m/s]
- T: Là chu kỳ sóng [s]
- f: Là tần số sóng [Hz]
Bài tập của công thức tính bước sóng
Bài 1: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây dài với tốc độ 2 m/s và chu kỳ 1s. Bước sóng của sóng cơ này bằng bao nhiêu?
A.200 cm
B.150 cm
C.100 cm
D.50 cm
Giải:
Ta có: λ=v.T=2.1=2 m=200 cm => Chọn A
Bài 2: Cho một dây đàn hồi căng ngnag. Chao một đầu dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ 3s thì trên dây có sóng truyền đi. Sau thời gian 0,3s dao động truyền đi được 1,8m. Bước sóng bằng bao nhiêu?
A.12 m
B.15 m
C.18 m
D.21 m
Giải:
Ta có: v=Δl/Δt=1,8/0,3=6 [m/s]
Mà λ=v.T=>=6.3=18 m
Vậy ta chọn đáp án C
Bài 3: Trên mặt nước người ta thấy khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 20 cm và một cái phao trên mặt nước nhô lên liên tiếp 3 lần trong thời 10s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
READ Công thức quãng đường vận tốc thời gian
A.4 cm/s
B.6 cm/s
C.8 cm/s
D.10 cm/s
Giải:
Theo bài ra ta có, khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 20 cm => λ= 20 cm
Chiếc phao nhô lên liên tiếp 3 lần tức có 3 gợn sóng liên tiếp đi qua nó, vậy nước ở chỗ chiếc phao đã thực hiện 2 dao động nên T=10/2=5 s
Tốc độ truyền sóng v là: v=λ/T=20/5=4 cm/s
Vậy ta chọn đáp án A
Hy vọng qua bài này thì bạn đã biết được bước sóng là gì, những vận dụng của bước sóng và công thức tính bước sóng là gì. Nếu thấy bài viết hay và bổ ích đừng quên thường xuyên ghé thăm Educationuk-vietnam.org để đón đọc thêm nhiều bài viết khác nữa nhé!
$C=\frac{\varepsilon S}{k.4\pi d}$
Từ đó suy ra $\lambda \sim \sqrt{C}\sim \sqrt{S}\sim \frac{1}{\sqrt{d}}.$
1. Ghép n tụ song song:
${{C}_{b}}={{C}_{1}}+{{C}_{2}}+....+{{C}_{n}}.$
2. Ghép n tụ nối tiếp:
$\frac{1}{{{C}_{b}}}=\frac{1}{{{C}_{1}}}+\frac{1}{C{{ {} }_{2}}}+...+\frac{1}{{{C}_{n}}}.$
4. Điều chỉnh L; C của máy thu:
Ta có: $\lambda =\text{v}.\text{T}=\text{v}.2\pi \sqrt{\text{LC}}.$
Nếu ${{L}_{\min }}\le L\le {{L}_{\max }}$; ${{C}_{\min }}\le C\le {{C}_{\max }}$khi đó: $\left\{ \begin{array}{} {{\lambda }_{\min }}=\text{v}.2\pi \sqrt{{{\text{L}}_{\min }}{{\text{C}}_{\min }}} \\ {} {{\lambda }_{\max }}=\text{v}.2\pi \sqrt{{{\text{L}}_{\max }}{{\text{C}}_{\max }}} \\ \end{array} \right.$[công thức gốc].
Nếu ${{L}_{\min }}\le L\le {{L}_{\max }}$; ${{\lambda }_{\min }}\le \lambda \le {{\lambda }_{\max }}$ khi đó: $\left\{ \begin{array}{} {{C}_{\min }}=\frac{\lambda _{\min }^{2}}{{{[\text{v}.2\pi ]}^{2}}.{{\text{L}}_{\min }}} \\ {} {{C}_{\max }}=\frac{\lambda _{\max }^{2}}{{{[\text{v}.2\pi ]}^{2}}.{{L}_{\max }}} \\ \end{array} \right.$
Nếu ${{C}_{\min }}\le C\le {{C}_{\max }}$; ${{\lambda }_{\min }}\le \lambda \le {{\lambda }_{\max }}$ khi đó: $\left\{ \begin{array}{} {{\text{L}}_{\min }}=\frac{\lambda _{\min }^{2}}{{{[\text{v}.2\pi ]}^{2}}.{{\text{C}}_{\min }}} \\ {} {{\text{L}}_{\max }}=\frac{\lambda _{\max }^{2}}{{{[\text{v}.2\pi ]}^{2}}.{{\text{C}}_{\max }}} \\
\end{array} \right.$
5. Ví dụ minh họa
|
Ví dụ 1: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn thuần cảm có độ tự cảm $\text{L}=30\mu \text{H}$và một tụ điện có điện dung $\text{C}=4,8\text{pF}$. Mạch này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng là: A. 22,6 m. B. 2,26 m. C. 226 m. D. 2260 m. |
HD giải: Mạch này có thể thu được sóng điện từ có bước sóng là $\lambda =\text{c}.\text{T}=\text{c}.2\pi \sqrt{\text{LC}}$
$={{3.10}^{8}}.2\pi .\sqrt{{{30.10}^{-6}}.4,{{8.10}^{-12}}}$= 22,6 m. Chọn A.
|
Ví dụ 2: Mạch dao động bắt tín hiệu của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn cảm $\text{L}=30\mu \text{H}$điện trở không đáng kể và một tụ điện điều chỉnh được. Để bắt được sóng vô tuyến có bước sóng 120 m thì điện dung của tụ điện có giá trị nào sau đây? A. $135\mu \text{H}\text{.}$ B. 100 pF. C. 135 nF. D. 135 pF. |
HD giải: Để bắt được sóng vô tuyến có bước sóng 120 m thì: $\lambda =\text{c}\text{.T}=\text{c}.2\pi \sqrt{\text{LC}}$
$\Rightarrow \text{C}=\frac{{{\lambda }^{2}}}{{{\text{c}}^{2}}.4{{\pi }^{2}}.\text{L}}=\frac{{{120}^{2}}}{{{\left[ {{3.10}^{8}} \right]}^{2}}.4{{\pi }^{2}}{{.30.10}^{-6}}}={{135.10}^{-12}}\text{F}=135$pF. Chọn D.
|
Ví dụ 3: Mạch dao động của một máy thu vô tuyến điện, tụ điện có điện dung biến thiên từ 56 pF đến 667 pF. Muốn cho máy thu bắt được các sóng từ 40 m đến 2600 m, bộ cuộn cảm trong mạch phải có độ tự cảm nằm trong giới hạn nào? A. Từ $8\mu \text{H}$trở lên. B. Từ 2,84 mH trở xuống. C. Từ $8\mu \text{H}$đến 2,85 mH. D. Từ 8 mH đến 2,85 mH. |
HD giải: Muốn bắt sóng có $\lambda $nhỏ nhất, phải điều chỉnh cho L nhỏ nhất và chọn:
${{\text{L}}_{1}}=\frac{\lambda _{1}^{2}}{{{\text{c}}^{2}}.4{{\pi }^{2}}{{\text{C}}_{1}}}={{8.10}^{-6}}=8\mu \text{H}.$
Muốn bắt sóng có $\lambda $ nhỏ nhất phải điều chỉnh cho L lớn nhất và chọn:
${{\text{L}}_{2}}=\frac{\lambda _{2}^{2}}{{{\text{c}}^{2}}.4{{\pi }^{2}}{{\text{C}}_{2}}}=2,{{85.10}^{-3}}=$2,85 mH. Chọn C.
|
Ví dụ 4: Khi mắc tụ điện có điện dung ${{\text{C}}_{1}}$ với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng ${{\lambda }_{1}}=$60 m; Khi mắc tụ điện có điện dung ${{\text{C}}_{2}}$với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng ${{\lambda }_{2}}=$80 m. Khi mắc nối tiếp ${{\text{C}}_{1}}$ và ${{\text{C}}_{2}}$với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng là: A. 48 m. B. 70 m. C. 100 m. D. 140 m. |
HD giải: Ta có $\lambda =\text{c}.\text{T}=\text{c}.2\pi \sqrt{\text{LC}}\Rightarrow \lambda \sim \sqrt{\text{C}}$.
Do đó khi mắc nối tiếp ${{\text{C}}_{1}}$ và ${{\text{C}}_{2}}$với cuộn cảm L thì $\frac{1}{\text{C}}=\frac{1}{{{\text{C}}_{1}}}+\frac{1}{{{\text{C}}_{2}}}\Rightarrow \frac{1}{{{\lambda }^{2}}}=\frac{1}{\lambda _{1}^{2}}+\frac{1}{\lambda _{2}^{2}}$
$\Rightarrow \lambda =\frac{{{\lambda }_{1}}{{\lambda }_{2}}}{\sqrt{\lambda _{1}^{2}+\lambda _{2}^{2}}}$= 48 m. Chọn A.
|
Ví dụ 5: Mạch dao động LC trong máy thu sóng vô tuyến điện có điện dung C và độ tự cảm L không đổi, thu được sóng điện từ có bước sóng 50 m. Đề thu được sóng điện từ có bước sóng 200 m người ta phải mắc thêm vào mạch đó một tụ điện có điện dung C' bằng bao nhiêu và mắc thế nào? A. Mắc song song và C'=15C. B. Mắc song song và C'=C. C. Mắc nối tiếp và C'= 15C. D. Mắc nối tiếp và C'=C. |
HD giải: Ta có $\lambda =\text{c}\text{.T}=\text{c}.2\pi \sqrt{\text{LC}}$$\Rightarrow \frac{{{\lambda }_{1}}}{\lambda }=\sqrt{\frac{{{\text{C}}_{1}}}{\text{C}}}=\frac{200}{50}=4\Rightarrow {{\text{C}}_{1}}=16\text{C = 15C + C}\text{.}$
Như vậy để thu được sóng điện từ có bước sóng 200 m ta cần mắc song song thêm điện dung $\text{C }\!\!'\!\!\text{ }$ với $\text{C }\!\!'\!\!\text{ = 15C}\text{.}$Chọn A.
|
Ví dụ 6: [Trích đề thi Đại học năm 2008] Mạch dao động của máy thu sóng vô tuyến có tụ điện với điện dung C và cuộn cảm với độ tự cảm L, thu được sóng điện từ có bước sóng 20 m. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 40 m, người ta phải mắc song song với tụ điện của mạch dao động trên một tụ điện có điện dung $\text{C }\!\!'\!\!\text{ }$bằng: A. 4C B. C C. 2C D. 3C. |
HD giải: Ta có $\lambda =\text{c}\text{.T}=\text{c}.2\pi \sqrt{\text{LC}}$$\Rightarrow \frac{{{\lambda }_{1}}}{\lambda }=\sqrt{\frac{{{\text{C}}_{1}}}{\text{C}}}=\frac{40}{20}=2\Rightarrow {{\text{C}}_{1}}=4\text{C = 3C + C}\text{.}$
Như vậy để thu được sóng điện từ có bước sóng 40 m ta cần mắc song song thêm điện dung $\text{C }\!\!'\!\!\text{ }$ với $\text{C }\!\!'\!\!\text{ = 3C}\text{.}$Chọn D.
|
Ví dụ 7: [Trích đề thi sở GD TP Hồ Chí Minh] Mạch dao động LC [có C và L thay đổi được, cuộn cảm thuần]. Ban đầu mạch thu được sóng $\lambda $= 60m. Nếu giữ nguyên L và tăng C thêm 6 pF thì mạch dao động thu sóng điện từ có bước sóng 120 m. Nếu giảm C đi 1 pF và tăng L lên 18 lần thì mạch thu sóng là bao nhiêu
|
HD giải: Ta có $\left\{ \begin{array}{} \lambda =60=2\pi \text{c}\sqrt{\text{LC}} \\ {} {\lambda }'=120=2\pi \text{c}\sqrt{\text{L[C+6]}} \\ \end{array} \right.\Rightarrow \frac{\text{C + 6}}{\text{C}}=4\Rightarrow \text{C = 2 pF}\text{.}$
Do đó theo giả thiết suy ra ${{\lambda }_{1}}=2\pi \text{c}\sqrt{18\text{L[C}-1]}=3\lambda =180\text{ m}\text{.}$ Chọn C.
|
Ví dụ 8: [Trích đề thi THPT QG năm 2017] Mạch dao động ở một lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm $\text{3}\mu \text{H}$và 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 $\text{3}\text{.1}{{\text{0}}^{8}}\text{ m/s}$, máy thu có thể thu được sóng điện từ có bước sóng trong khoảng: A. từ 100 m đến 730 m. B. từ 10 m đến 73 m. C. từ 1 m đến 73 m. D. từ 10 m đến 730 m. |
HD giải: Khi C = 10 pF bước sóng máy có thể thu được là:
${{\lambda }_{\min }}=\text{cT}={{3.10}^{8}}.2\pi \sqrt{\text{LC}}=6\pi {{.10}^{8}}.\sqrt{{{3.10}^{-6}}{{.10.10}^{-12}}}\approx 10\text{ m}\text{.}$
Khi C = 500 pF ta có:${{\lambda }_{\max }}=6\pi {{.10}^{8}}\sqrt{{{3.10}^{-6}}{{.500.10}^{-12}}}=73\,m.$ Chọn B.
|
Ví dụ 9: [Trích đề thi Đại học năm 2009] Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ điện có điện dung thay đổi được từ ${{\text{C}}_{1}}$ đến ${{\text{C}}_{2}}$. Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi được. A. từ $4\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{1}}}$đến $4\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{2}}}.$ B. từ$2\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{1}}}$đến $2\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{2}}}.$ C. từ $2\sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{1}}}$đến $2\sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{2}}}.$ D. từ $4\sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{1}}}$đến $4\sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{2}}}.$ |
HD giải: Ta có $\text{T}=2\pi \sqrt{\text{LC}}.$ Do ${{\text{C}}_{1}}\le \text{C}\le {{\text{C}}_{2}}$nên T thay đổi từ $2\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{1}}}$đến $2\pi \sqrt{\text{L}{{\text{C}}_{2}}}.$Chọn B.
|
Ví dụ 10: Khi mắc tụ điện có điện dung C với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L1 để làm mạch dao động thì tần số dao động riêng của mạch là 20 MHz. Khi mắc tụ C với cuộn cảm thuần L2 thì tần số dao động riêng của mạch là 30 MHz. Nếu mắc tụ C với cuộn cảm thuần có độ tự cảm ${{\text{L}}_{3}}=4{{\text{L}}_{1}}+7{{\text{L}}_{2}}$thì tần số dao động riêng của mạch là
|
HD giải: Ta có $\text{f}\sim \frac{1}{\sqrt{\text{L}}}\Rightarrow \text{L}\sim \frac{1}{{{\text{f}}^{2}}}\Rightarrow \frac{1}{{{\text{f}}_{3}}^{2}}=\frac{4}{{{\text{f}}_{1}}^{2}}+\frac{7}{{{\text{f}}_{2}}^{2}}\Rightarrow {{\text{f}}_{3}}=7,5\text{ MHz}\text{.}$