Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

Tài liệu Sóng điện từ & Thông tin liên lạc trong Kho Tài Liệu Vàng LUKATO.

Cập nhật: 2026-09-25

Môn: Vật lí · Ôn thi tốt nghiệp THPT 2027

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

DAILY CONCEPT PAPER · VIETNAMESE HIGH SCHOOL · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

01 / 14

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 ĐIỆN TỪ HỌC

Sóng điện từ &

Thông tin

liên lạc

Mạch dao động LC · Điện từ trường (Maxwell) · Sóng điện từ \vec{E} \perp \vec{B} \perp \vec{v} · Thang sóng điện từ · Nguyên tắc thông tin liên lạc vô tuyến

Làm thế nào điện thoại của em có thể bắt được Wifi hay nhận được cuộc gọi mà không cần dây dẫn? Câu trả lời nằm ở Sóng điện từ . Chủ đề 08 sẽ đưa em từ một mạch dao động LC nhỏ bé phát ra sóng, đến lý thuyết vĩ đại của Maxwell về sự thống nhất giữa Điện và Từ.

Trong đề thi THPTQG, phần này thường xuất hiện ở các câu hỏi lý thuyết (Đúng/Sai) về tính chất của sóng điện từ và các bài tập tính toán bước sóng \lambda = c/f. Lỗi sai kinh điển nhất là nhầm lẫn giữa "cùng pha" và "vuông góc" của \vec{E} và \vec{B}. Hãy cùng LUKATO AI làm rõ nhé!

Đối tượng

Lớp 12 THPTQG 2026

Thời lượng

10 phút đọc xuôi 1 lần

Số trang

14 trang 6 khái niệm + 3 tổng kết

HÔM NAY EM SẼ HỌC 6 khái niệm · 3 trang tổng kết

1 Mạch dao động LC Sự biến thiên của q và i TR.02-03

2 Điện từ trường (Thuyết Maxwell) Điện trường xoáy & Từ trường biến thiên TR.04-05

3 Sóng điện từ Cùng pha nhưng vuông góc trong không gian TR.06-07

4 Thang sóng điện từ Từ vô tuyến đến tia Gamma TR.08-09

5 Thông tin liên lạc vô tuyến Biến điệu (AM/FM) & Sơ đồ khối TR.10

6 Chiến thuật 3 Phần THPTQG Phần I / II / III · phân loại câu hỏi TR.11

✓ Tổng kết Bảng so sánh · 10 công thức · 5 sai lầm TR.12-14

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 1 · MẠCH DAO ĐỘNG LC · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

02 / 14

01 KHÁI NIỆM 1/2 · MẠCH DAO ĐỘNG LC

Mạch dao động LC — trái tim của máy phát sóng

Mạch dao động LC gồm một cuộn cảm thuần (L) mắc nối tiếp với một tụ điện (C) thành mạch kín. Khi ta tích điện cho tụ rồi nối vào cuộn cảm, điện tích sẽ chạy qua lại liên tục, tạo ra một dòng điện xoay chiều có tần số rất cao.

⦿ Phương trình dao động

Điện tích q trên một bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian:

q = q_0 \cos(\omega t + \varphi)

Cường độ dòng điện i trong mạch là đạo hàm của q:

i = q' = -\omega q_0 \sin(\omega t + \varphi)

i = I_0 \cos(\omega t + \varphi + \frac{\pi}{2})

Nhận xét: Dòng điện i sớm pha \frac{\pi}{2} so với điện tích q. (Cực đại của i là I_0 = \omega q_0).

★ Tần số góc riêng \omega

Mạch LC tự dao động với một tần số góc riêng được quyết định bởi cấu tạo của mạch:

\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}

Từ đó suy ra chu kì T = 2\pi\sqrt{LC} và tần số f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}.

FIG.01 · Điện tích chạy qua lại giữa 2 bản tụ

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 1 · NĂNG LƯỢNG MẠCH LC · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

03 / 14

01 KHÁI NIỆM 2/2 · NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH LC

Năng lượng điện từ — sự chuyển hóa giữa Điện và Từ

Trong mạch LC lí tưởng (không có điện trở R), năng lượng không bị tiêu hao mà chỉ chuyển hóa qua lại giữa Năng lượng điện trường (tập trung ở tụ điện) và Năng lượng từ trường (tập trung ở cuộn cảm).

⦿ Biểu thức Năng lượng

1. Năng lượng điện trường (Tụ điện):

W_C = \frac{1}{2} C u^2 = \frac{q^2}{2C}

2. Năng lượng từ trường (Cuộn cảm):

W_L = \frac{1}{2} L i^2

3. Năng lượng điện từ toàn phần (Bảo toàn):

W = W_C + W_L = \text{const}

W = \frac{1}{2} C U_0^2 = \frac{1}{2} L I_0^2 = \frac{q_0^2}{2C}

⚠ Bẫy Tần số năng lượng

Điện tích q, dòng điện i, điện áp u biến thiên với tần số f. Nhưng năng lượng điện trường W_C và năng lượng từ trường W_L biến thiên tuần hoàn với tần số f' = 2f (chu kì T' = T/2). Năng lượng toàn phần W thì không đổi .

① Bài mẫu · Bảo toàn năng lượng

Đề: Một mạch dao động LC lí tưởng có L = 4 mH và C = 9 nF. Điện áp cực đại giữa hai bản tụ là U_0 = 5 V. Tính cường độ dòng điện cực đại I_0 trong mạch.

Giải chi tiết:

• Đổi đơn vị (Rất quan trọng):

L = 4 \text{ mH} = 4 \cdot 10^{-3} H.

C = 9 \text{ nF} = 9 \cdot 10^{-9} F.

• Áp dụng bảo toàn năng lượng:

Năng lượng cực đại ở tụ = Năng lượng cực đại ở cuộn cảm.

\frac{1}{2} C U_0^2 = \frac{1}{2} L I_0^2

• Rút ra I_0:

I_0 = \sqrt{\frac{C}{L}} \cdot U_0

• Thay số và bấm máy:

I_0 = \sqrt{\frac{9 \cdot 10^{-9}}{4 \cdot 10^{-3}}} \cdot 5 = \sqrt{2{,}25 \cdot 10^{-6}} \cdot 5

I_0 = 1{,}5 \cdot 10^{-3} \cdot 5 = 7{,}5 \cdot 10^{-3} A.

Đáp án: I_0 = 7{,}5 mA.

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 2 · ĐIỆN TỪ TRƯỜNG · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

04 / 14

02 KHÁI NIỆM 1/2 · ĐIỆN TỪ TRƯỜNG (THUYẾT MAXWELL)

Điện trường xoáy — khi từ trường biến thiên

Nhà vật lí vĩ đại James Clerk Maxwell đã đưa ra một giả thuyết táo bạo: Nếu từ trường biến thiên sinh ra dòng điện cảm ứng (Faraday), thì bản chất là nó đã sinh ra một Điện trường để đẩy các electron di chuyển. Điện trường này rất đặc biệt, gọi là Điện trường xoáy.

⦿ Giả thuyết 1 của Maxwell

Tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian , tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy .

Điện trường xoáy là gì?

Là điện trường có các đường sức là những đường cong khép kín bao quanh các đường sức từ. (Khác với điện trường tĩnh do điện tích đứng yên sinh ra có đường sức không khép kín).

⚠ Bẫy lý thuyết Phần I

Đề hỏi: "Đường sức của điện trường xoáy có đặc điểm gì?"

Đáp án: Là những đường cong khép kín . (Đừng nhầm với điện trường tĩnh là đường hở đi từ (+) sang (-)).

FIG.02 · Điện trường xoáy bao quanh đường sức từ

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 2 · TỪ TRƯỜNG BIẾN THIÊN · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

05 / 14

02 KHÁI NIỆM 2/2 · TỪ TRƯỜNG BIẾN THIÊN & ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

Sự thống nhất — Điện và Từ là một!

Maxwell tiếp tục suy luận ngược lại: Nếu từ trường biến thiên sinh ra điện trường, thì liệu điện trường biến thiên có sinh ra từ trường không? Câu trả lời là CÓ. Sự tương hỗ này tạo ra một trường thống nhất gọi là Điện từ trường.

⦿ Giả thuyết 2 của Maxwell

Tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian , tại nơi đó xuất hiện một từ trường .

Đường sức của từ trường sinh ra luôn là đường cong khép kín bao quanh các đường sức điện.

★ Kết luận vĩ đại: Điện từ trường

Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên không tồn tại độc lập với nhau. Chúng chuyển hóa qua lại, sinh ra nhau và tạo thành một trường thống nhất duy nhất gọi là Điện từ trường .

FIG.03 · Từ trường bao quanh đường sức điện

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 3 · SÓNG ĐIỆN TỪ · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

06 / 14

03 KHÁI NIỆM 1/2 · SÓNG ĐIỆN TỪ LÀ GÌ?

Sóng điện từ — sự lan truyền của Điện từ trường

Khi một điện tích dao động (như trong mạch LC), nó tạo ra điện từ trường biến thiên. Điện từ trường này không đứng yên mà lan truyền ra không gian xung quanh dưới dạng sóng. Đó chính là Sóng điện từ.

⦿ Đặc điểm của Sóng điện từ

• Lan truyền được trong mọi môi trường (rắn, lỏng, khí) và cả trong chân không . (Khác với sóng cơ học không truyền được trong chân không).
• Tốc độ truyền sóng trong chân không bằng tốc độ ánh sáng: c \approx 3 \cdot 10^8 m/s .
• Sóng điện từ là sóng ngang . Vectơ cường độ điện trường \vec{E} và vectơ cảm ứng từ \vec{B} luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng \vec{v}.

★ Công thức Bước sóng \lambda

Bước sóng của sóng điện từ truyền trong chân không:

\lambda = \frac{c}{f} = c \cdot T

Nếu sóng phát ra từ mạch LC (T = 2\pi\sqrt{LC}):

\lambda = 2\pi c \sqrt{LC}

FIG.04 · Mô hình 3D của Sóng điện từ

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 3 · BẪY PHA VÀ KHÔNG GIAN · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

07 / 14

03 KHÁI NIỆM 2/2 · BẪY PHA VÀ KHÔNG GIAN

Cùng pha nhưng Vuông góc — câu hỏi lừa 99% học sinh

Đây là câu hỏi lý thuyết kinh điển nhất trong đề thi THPTQG. Học sinh thường nhầm lẫn giữa "phương dao động trong không gian" và "pha dao động theo thời gian".

⚠ Bẫy "Vuông pha"

Đề bài: "Trong sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường \vec{E} và vectơ cảm ứng từ \vec{B} dao động vuông pha với nhau. Đúng hay sai?"

Đáp án: SAI HOÀN TOÀN!

Về không gian : \vec{E} và \vec{B} vuông góc với nhau (\vec{E} \perp \vec{B}).

Về thời gian (pha) : \vec{E} và \vec{B} luôn dao động CÙNG PHA . Khi E đạt cực đại thì B cũng đạt cực đại, khi E bằng 0 thì B cũng bằng 0.

★ Quy tắc Tam diện thuận (Bàn tay phải)

Ba vectơ \vec{E}, \vec{B}, \vec{v} tạo thành một tam diện thuận. Để xác định chiều của chúng, ta dùng quy tắc bàn tay phải:

Đặt bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều của \vec{E}.

Khum 4 ngón tay về phía \vec{B}.

Ngón cái choãi ra 90^\circ chỉ chiều truyền sóng \vec{v}.

① Bài mẫu · Tính bước sóng mạch LC

Đề: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L = 2 mH và tụ điện C = 8 pF. Mạch này có thể phát ra sóng điện từ có bước sóng trong chân không là bao nhiêu? Lấy c = 3 \cdot 10^8 m/s, \pi^2 = 10.

Giải chi tiết:

• Đổi đơn vị (Cực kỳ quan trọng):

L = 2 \text{ mH} = 2 \cdot 10^{-3} H.

C = 8 \text{ pF} = 8 \cdot 10^{-12} F.

• Áp dụng công thức tính bước sóng:

\lambda = 2\pi c \sqrt{LC}

• Thay số và bấm máy:

\lambda = 2\pi \cdot (3 \cdot 10^8) \cdot \sqrt{(2 \cdot 10^{-3}) \cdot (8 \cdot 10^{-12})}

\lambda = 6\pi \cdot 10^8 \cdot \sqrt{16 \cdot 10^{-15}}

\lambda = 6\pi \cdot 10^8 \cdot 4 \cdot 10^{-7{,}5} (Bấm máy tính trực tiếp cho an toàn).

\lambda = 6\pi \cdot 10^8 \cdot 4 \cdot 10^{-8} \cdot \sqrt{10} \approx 6\pi \cdot 10^8 \cdot 4 \cdot 10^{-8} \cdot \pi

\lambda = 24 \cdot \pi^2 = 24 \cdot 10 = 240 m.

Đáp án: Bước sóng là 240 m.

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 4 · THANG SÓNG ĐIỆN TỪ · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

08 / 14

04 KHÁI NIỆM 1/2 · THANG SÓNG ĐIỆN TỪ

Thang sóng điện từ — từ Radio đến tia Gamma

Ánh sáng nhìn thấy, sóng Wifi, tia X chụp X-quang... tất cả đều là Sóng điện từ! Chúng chỉ khác nhau ở Tần số (và Bước sóng). Việc sắp xếp các loại sóng này theo thứ tự bước sóng gọi là Thang sóng điện từ.

FIG.05 · Thang sóng điện từ

⦿ Thứ tự cần nhớ (Từ trái sang phải)

Sắp xếp theo chiều Tần số f TĂNG DẦN (Bước sóng \lambda GIẢM DẦN):

• Sóng vô tuyến (Radio, TV, Wifi).
• Tia hồng ngoại (IR - Tỏa nhiệt).
• Ánh sáng nhìn thấy (Đỏ \to Tím).
• Tia tử ngoại (UV - Làm đen da).
• Tia X (X-quang - Xuyên thấu).
• Tia Gamma (Phóng xạ - Phá hủy tế bào).

⚠ Mối quan hệ f và \lambda

Vì \lambda = c/f, nên sóng có tần số càng lớn thì bước sóng càng nhỏ. Tia Gamma có tần số lớn nhất (năng lượng mạnh nhất) nên bước sóng của nó là nhỏ nhất. Sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất (có thể lên tới hàng km).

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 4 · CÁC LOẠI SÓNG VÔ TUYẾN · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc

09 / 14

04 KHÁI NIỆM 2/2 · CÁC LOẠI SÓNG VÔ TUYẾN

Sóng vô tuyến — Dài, Trung, Ngắn, Cực ngắn

Trong thông tin liên lạc, người ta sử dụng Sóng vô tuyến (Radio waves). Dựa vào bước sóng, chúng được chia thành 4 loại với khả năng truyền đi trong khí quyển và tầng điện li hoàn toàn khác nhau.

★ Tầng điện li là gì?

Là lớp khí quyển ở độ cao từ 80 km đến 800 km chứa nhiều hạt mang điện (ion). Tầng điện li có khả năng phản xạ một số loại sóng vô tuyến như một tấm gương khổng lồ, giúp sóng truyền đi vòng quanh Trái Đất.

⦿ Đặc điểm 4 loại sóng vô tuyến

Loại sóng · Bước sóng · Đặc điểm truyền sóng

Sóng dài · > 1000 m · Bị nước hấp thụ ít. Dùng thông tin dưới nước (tàu ngầm).

Sóng trung · 100 \to 1000 m · Ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh. Ban đêm phản xạ tốt. (Nghe đài AM ban đêm rõ hơn).

Sóng ngắn · 10 \to 100 m · Phản xạ liên tiếp giữa tầng điện li và mặt đất. Dùng thông tin liên lạc trên mặt đất .

Sóng cực ngắn · 1 \to 10 m · Xuyên qua tầng điện li. Dùng thông tin vũ trụ (vệ tinh, GPS, TV).

FIG.06 · Sự truyền sóng ngắn và sóng cực ngắn

LUKATO AI · LUKATO Edutainment

VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 08 · KHÁI NIỆM 5 · THÔNG TIN LIÊN LẠC VÔ TUYẾN · study.thptai.kr

LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 08 · Sóng điện từ & Thông tin liên lạc