Sóng điện từ là gì? Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng

Ghi chú: Tài liệu trích dẫn

Sóng điện từ đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ việc nghiên cứu điều khiển tàu vũ trụ, truyền hình, truyền thông cho đến chữa bệnh. Vậy sóng điện từ là gì? Đặc điểm và ứng dụng ra sao? Hãy cùng tìm hiểu những thông tin hữu ích trong bài viết dưới đây của Vietlearn.org nhé!

Sóng điện từ là gì? Các khái niệm liên quan

Sóng là gì?

Nếu bạn đã từng đi biển thì đã rất quen với sóng. Sóng được nhìn thấy chỉ đơn giản là sự phồng lên của một con sóng trong đại dương, sau đó lặn xuống và chuẩn bị có những lần tiếp theo. Hiểu cách đơn giản thì nó là sự rung động hoặc dao động của nước trên bề mặt đại dương. Có 2 loại sóng đó là sóng trong nước và sóng âm trong không khí.

Lực điện từ là gì?

Lực điện từ còn có tên gọi khác là lực từ. Đây là khái niệm được sử dụng để chỉ lực của từ trừng tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động. Lực điện từ gồm 2 phần đó là lực điện do điện trường tạo ra và lực do từ trường tạo ra.

Điện từ trường là gì?

Điện từ trường là một trường thống nhất gồm có 2 thành phần chính là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên. Điện từ trường sẽ biến thiên theo thời gian, sinh ra trường xoáy.

Trường điện từ là gì?

Là một dạng tồn tại đặc biệt của vật chất, đặc trưng bởi tập hợp nhiều tính chất điện và từ. Các tham số cơ bản, biểu thị đặc tính của trường điện từ là tần số, tốc độ lan truyền và chiều dài sóng âm.

Sóng cơ là gì?

Là sự lan truyền dao động cơ học ( trạng thái dao động, năng lượng) trong môi trường vật chất đàn hồi theo thời gian. Sóng cơ chỉ lan truyền được trong môi trường vật chất đàn hồi, không thể lan truyền trong môi trường chân không. Đây là sự khác biệt cơ bản giữa sóng cơ và sóng điện từ.

Sóng điện từ là gì? sóng điện từ là sóng gì?

Sóng điện từ là sự kết hợp dao động hiện trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian. Khi lan truyền, sóng điện từ sẽ mang theo năng lượng, thông tin và động lượng

Khi sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng 400-700 mm và có thể nhìn thấy bằng mắt người ta gọi đó là ánh sáng. Nói cách khác sóng điện từ gồm điện dao động và các từ trường.

Sóng điện từ truyền với vận tốc không đổi là 3×10⁸m/s trong chân không. Chúng bị lệch không phải bởi điện tưởng mà cũng không phải do từ trường. Tuy nhiên, chúng có khả năng nhiễu xạ và mang nhiễu. Một sóng điện từ có thể truyền qua bất kỳ thứ gì có thể là vật liệu rắn, không khí. Đặc biệt nó không cần một vật thể trung gian để truyền hoặc đi từ nơi này đến nơi khác.

Sóng dọc là gì?

Là sóng có phương dao động của phương truyền của sóng trùng với các phần tử. Sóng dọc có khả năng truyền trong 3 trạng thái của môi trường đó là rắn, lỏng và khí. Nguyên nhân là do trong môi trường lực đàn hồi xuất hiện khi có sự biến dạng nén, giãn.

Vận tốc ánh sáng trong không khí là gì?

Là tốc độ lan truyền của các bức xạ điện từ trong môi trường chân không. Vận tốc ánh sáng khi truyền trong không khí sẽ có giá trị bằng 300 000 000 m/s; khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất sẽ khoảng 150 000 000 km. Thời gian ánh sáng truyền từ Mặt Trời đến Trái Đất là 500s

Sóng âm trong không khí là loại sóng gì?

Sóng âm truyền trong không khí là loại sóng ngang.

Sóng điện từ là sóng dọc hay ngang?

Sóng điện từ là sóng ngang.

Biến điệu sóng điện từ là gì?

Là trộn sóng điện từ tần số cao với sóng điện từ tần số âm.

Đặc điểm và tính chất của sóng điện từ

Đặc điểm chung nhất của sóng điện từ đó chính là không có khối lượng và vận tốc bằng tốc độ ánh sáng.

Có thể truyền qua tất cả các môi trường kể cả môi trường chân không. Sóng EM truyền với tốc độ không đổi 3×10⁸m/s. Là sóng duy nhất có thể truyền qua trong môi trường chân không.

Sóng điện từ có bản chất là sóng ngang; khi chúng ta lan truyền bằng cách thay đổi điện trường và từ trường sẽ luôn vuông góc với nhau.

Điện tích tăng tốc sẽ tạo ra sóng điện từ.

Sóng EM là sóng có mang năng lượng.

Đặc tính của sóng điện từ là tần số. Tần số sẽ không thay đổi nhưng bước sóng thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác.

Sóng điện từ sẽ tuân theo nguyên lý chồng chất.

Một sóng điện từ không cần phương tiện để truyền tải hoặc đi từ nơi này đến nơi khác. Mặt khác, sóng cơ học cần một phương tiện để di chuyển.

Vectơ ánh sáng ( vectơ điện) là lý do cho các hiệu ứng quang học do sóng điện từ tạo ra.

Bước sóng của sóng điện từ thường được sử dụng trong sóng vô tuyến, từ vài mét cho đến kilomet. Loại sóng này khi phát ra sẽ làm nhiễu các thiết bị khác, ảnh hưởng đến sức khỏe mọi người cũng như với môi trường.

Luôn dao động thành một tam diện thuận, phổ sóng rộng.

Sóng điện từ cũng có các tính chất của một sóng cơ như phản xạ, giao thoa, khúc xạ,…và cũng tuân theo nguyên tắc truyền thẳng, khúc xạ, giao thoa,….

Sóng EM mang năng lượng. Năng lượng của một hạt photon sẽ có bước sóng λ là hc/λ, với h là hằng số Planck và c là vận tốc ánh sáng trong chân không => bước sóng càng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.

Công thức tính của bước sóng điện từ

Công thức tính sẽ là:

Các loại sóng điện từ phổ biến hiện nay

Hiện nay có rất nhiều loại sóng điện từ khác nhau nhưng được sử dụng phổ biến hơn cả là các loại sóng trong bảng thang sóng điện từ dưới đây, đó là:

STT Tên Bước sóng Tần số Hz Năng lượng photon (eV)

1 Sóng Radio 1 met – 100000 km 300 MHz – 3 Hz 12.4 feV – 1.24 meV

2 Sóng Viba 1 mm – 1 met 300 GHz – 300 MHz 1.7 eV – 1.24 meV

3 Tia hồng ngoại 700 nm – 1 mm 430 THz – 300 GHz 1.24 meV – 1.7 eV

4 Ánh sáng mắt nhìn thấy 380 nm-700 nm 790 THz – 430 THz 1.7 eV – 3.3 eV

5 Tia tử ngoại 10 nm – 380 nm 30 PHz – 790 THz 3.3 eV – 124 eV

6 Tia X 0,01 nm – 10 nm 30 EHz – 30 PHz 124 eV – 124 keV

7 Tia gamma ≤ 0,01 nm ≥ 30 EHz 124 keV – 300+ GeV

Nguyên tắc truyền thông tin bằng sóng điện từ

Biến điệu âm thanh hay hình ảnh muốn truyền đi thành dao động điện ( tín hiệu âm thầm)

AM: là biến điệu biên độ

FM: là biến điệu tần số

Dùng sóng cao tần (sóng ngang)

Tác sóng: Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần

Khuếch đại tín hiệu khi tín hiệu thu có cường độ nhỏ.

Mạch LC là mạch dao động kín: Điện từ trường hầu như không bức xạ ra bên ngoài nên không phát sóng điện từ.

Mạch dao động hở: Khi bán cực của tụ bị lệch sẽ làm cho vùng không gian có điện từ trường bị biến thiên mở rộng và có sóng điện từ phát ra.

Ứng dụng của sóng điện từ

Năng lượng của sóng điện từ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống đó là:

Sóng radio

Ứng dụng trong lĩnh vực truyền thông, truyền tín hiệu, wifi.

Trong lĩnh vực sấy khô: Tiêu diệt sâu bọ có trong các hạt được sấy khô

Y học: Điều trị hen, amidan, phá ung thư gan, đau lưng, viễn thị, viêm gan,…

Sóng viba

Được ứng dụng để sản xuất lò vi sóng.

Tia T

Nghiên cứu thiên văn học: Quan sát thiên hà và các vì sao

Trong công nghệ: Nhìn xuyên các vật thể.

Sản xuất vũ khí hạng nặng

Trong y học: Dò tìm các tế bào ung thư.

Tia hồng ngoại

Chẩn đoán bệnh và phá bỏ các mô, tế bào bị tổn thương

Chuông báo động, nhìn đêm của các máy ảnh kỹ thuật số

Tia tử ngoại

Điều trị bệnh ung thư

Ứng dụng trong các ngành tiệt trùng và diệt khuẩn.

Tia X

Chụp, chiếu chẩn đoán bệnh; tìm kiếm các đoạn xương bị tổn thương hoặc các dị vật có trong cơ thể.

Dò tìm điểm cụ bộ mềm trong các khối máy nhôm đúc.

Tia Gamma

Ứng dụng để chế tạo ra gamma sử dụng trong phẫu thuật

Chế tạo kính viễn vọng tia gamma để theo dõi lỗi đen khổng lồ, những vụ nổ lớn của vũ trụ,…

Với các thông tin trên đây về “Sóng điện từ là gì? Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng” hy vọng sẽ giúp ích bạn. Để được giải đáp thêm các câu hỏi về tính chất sóng của ánh sáng, tốc độ âm thanh và ánh sáng,…quý khách hàng hãy truy cập website https://Vietlearn.org/ hoặc liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được hỗ trợ.