Kiến thức

[Tìm Hiểu] Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ là sóng ngang truyền đi với tốc độ ánh sáng. Tại sao sóng điện từ lại là vũ khí của quân đội? Là nền tảng của công nghệ truyền dẫn phát thanh phát hình và điều trị bệnh?

Chúng ta cùng tìm hiểu nhé!

Tóm Tắt Nội Dung

Sóng điện từ là gì

Sóng điện từ hoặc sóng EM là sóng được tạo ra do kết quả của dao động giữa điện trường và từ trường. Nói cách khác, sóng điện từ bao gồm các từ trường và điện dao động.

Sóng điện từ được hình thành khi điện trường tiếp xúc với từ trường. Do đó, chúng còn được gọi là bức xạ điện từ. Điện trường và từ trường của sóng điện từ vuông góc với nhau. Chúng cũng vuông góc với hướng của sóng EM.

Sóng điện từ là gì
Sóng điện từ là gì

Sóng điện từ truyền với vận tốc không đổi 3×10⁸m/s trong chân không. Chúng bị lệch không phải bởi điện trường, cũng không phải từ trường. Tuy nhiên, chúng có khả năng mang nhiễu hoặc nhiễu xạ. Một sóng điện từ có thể truyền qua bất cứ thứ gì – có thể là không khí, vật liệu rắn hoặc chân không. Nó không cần một vật trung gian để truyền hoặc đi từ nơi này đến nơi khác. Mặt khác, sóng cơ học (như sóng âm hoặc sóng nước), cần một phương tiện để di chuyển

Bạn đang xem: [Tìm Hiểu] Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ là sóng gì? Sóng điện từ là sóng dọc hay sóng ngang?

Sóng điện từ là sóng “ngang”. Có nghĩa là chúng được đo bằng biên độ (chiều cao) và bước sóng (khoảng cách giữa các điểm cao nhất / thấp nhất của hai sóng liên tiếp).

Điểm cao nhất của sóng được gọi là “đỉnh”, trong khi điểm thấp nhất được gọi là “hõm”. Sóng điện từ có thể được chia thành một dải tần số. Chúng được gọi là phổ điện từ. Ví dụ về sóng EM là sóng vô tuyến, sóng vi ba, sóng hồng ngoại, tia X, tia gamma, …

Sóng điện từ là sóng ngang
Sóng điện từ là sóng ngang

Nói tóm gọn: “Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng.”

Sóng điện từ tiếng anh là gì

Trong tiếng Anh, sóng điện từ được gọi là Electromagnetic Wave và thường được viết tắt là EM. Trong kỹ thuật điện, chúng ta hay dịch ra là sóng điện từ, hoặc là bức xạ điện từ.

Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào

Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trường đó. Ví dụ như: khối lượng riêng, nhiệt độ, mật độ vật chất cũng như độ đàn hồi. Và đây cũng là đặc điểm của sóng điện từ nói chung.

Bước sóng là gì

Theo Wiki: Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha hay khoảng cách giữa hai đỉnh sóng, hoặc tổng quát là giữa hai cấu trúc lặp lại của sóng, tại một thời điểm nhất định. Nó thường được viết tắt bằng chữ Hy Lạp là Lamda.

Mô tả bước sóng
Mô tả bước sóng

Các dải sóng điện từ – Phổ điện từ

Sóng điện từ, bức xạ điện từ được phân loại thành các loại sau, và chúng cũng được gọi là thang sóng điện từ trong vật lý học:

  • Bức xạ gamma có bước sóng dưới 10-12m
  • Bức xạ tia X có bước sóng 10-11m  đến 10-8m
  • Tia cực tím có bước sóng 10-8m đến 3,8.10-7m
  • Ánh sáng thấy được có bước sóng 3,8.10-7m đến 7,6.10-7m
  • Bức xạ hồng ngoại có bước sóng 7,6.10-7m đến 10-3m
  • Bức xạ vi sóng – Sóng vi ba
  • Sóng radio có bước sóng 10-3trở lên

Các dải sóng điện từ này đi theo thứ tự tăng dần của bước sóng, đặc trưng của loại bức xạ.

Sóng vô tuyến là sóng gì

Nếu mắt chúng ta có thể nhìn thấy sóng radio, về lý thuyết, chúng ta có thể xem các chương trình TV chỉ bằng cách nhìn lên bầu trời! Hoàn toàn không thực tế, nhưng đó là một ý tưởng tốt. Kích thước bước sóng điển hình: 30cm, 500m.

Sóng vô tuyến bao phủ một dải tần số khổng lồ và bước sóng của chúng thay đổi từ hàng chục cm đối với sóng tần số cao đến hàng trăm mét (chiều dài của đường chạy điền kinh) đối với tần số thấp hơn. Điều đó đơn giản là vì bất kỳ sóng điện từ nào dài hơn sóng viba đều được gọi là sóng vô tuyến.

Xem thêm: Cách chia sẻ máy in qua mạng Lan-Quantrimang.com

Sóng điện thoại là sóng gì

Sóng điện thoại là một dạng sóng điện từ
Sóng điện thoại là một dạng sóng điện từ

Sóng điện thoại cũng là sóng điện từ, ở bước sóng vô tuyến và gần hơn với sóng vi ba. Sóng điện từ có mang năng lượng. Và gần đây, các nhà khoa học đã chứng minh sóng điện thoại không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Vì chúng mang 1 nguồn năng lượng rất thấp.

Sóng vi ba

Sóng vi ba là sóng vô tuyến có bước sóng ngắn, từ khoảng 10 cm đến một milimet, trong dải tần số SHF và EHF. Năng lượng vi sóng được sản xuất với các ống klystron và Magnetron, và với các thiết bị trạng thái rắn như điốt Gunn và IMPATT.

Sóng viba trong lò vi sóng
Sóng viba trong lò vi sóng

Không giống như các sóng tần số cao hơn như hồng ngoại và ánh sáng được hấp thụ chủ yếu ở các bề mặt, sóng vi ba có thể xâm nhập vào các vật liệu và lắng đọng năng lượng của chúng bên dưới bề mặt. Hiệu ứng này được sử dụng để hâm nóng thức ăn trong lò vi sóng, và để sưởi ấm công nghiệp và nhiệt độ y tế.

Sóng vi ba là bước sóng chính được sử dụng trong radar và được sử dụng cho thông tin vệ tinh và các công nghệ mạng không dây như Wi-Fi. Các cáp đồng (đường truyền) được sử dụng để mang sóng vô tuyến tần số thấp hơn đến ăng ten có tổn thất điện năng quá mức ở tần số vi sóng và các ống kim loại gọi là ống dẫn sóng được sử dụng để mang chúng.

Sóng hồng ngoại

Phần hồng ngoại của phổ sóng điện từ có phạm vi từ khoảng 300 GHz đến 400 THz (1 mm – 750nm). Nó có thể được chia thành ba phần:

Hồng ngoại xa, có tần số từ 300 GHz đến 30 THz. Hồng ngoại xa là một vùng trong phổ hồng ngoại của bức xạ điện từ. Hồng ngoại xa thường được định nghĩa là bất kỳ bức xạ nào có bước sóng từ 15 micromet đến 1 mm, đặt bức xạ hồng ngoại xa trong các dải CIE IR-B và IR-C. Phía sóng dài của phổ FIR trùng với bức xạ terahertz được đặt tên như vậy.

Tia hồng ngoại IR
Tia hồng ngoại IR

Trung hồng ngoại, tần số từ 30 đến 120 THz. Bức xạ này được hấp thụ bởi các rung động phân tử, trong đó các nguyên tử khác nhau trong một phân tử dao động xung quanh vị trí cân bằng của chúng.

Cận hồng ngoại, từ 120 đến 400 THz. Các quá trình vật lý có liên quan đến phạm vi này tương tự như các quy trình cho ánh sáng khả kiến. Tần số cao nhất trong khu vực này có thể được phát hiện trực tiếp bởi một số loại phim ảnh và bằng nhiều loại cảm biến hình ảnh trạng thái rắn để chụp ảnh hồng ngoại và quay phim.

Ánh sáng khả kiến

Bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng 380nm đến 760nm (400 – 790 terahertz) được phát hiện bởi mắt người và được coi là ánh sáng khả kiến.

Ánh sáng khả kiến ​​là một phần của phổ sóng điện từ mà mắt người nhạy cảm nhất. Ánh sáng nhìn thấy (và ánh sáng cận hồng ngoại) thường được hấp thụ và phát ra bởi các electron trong các phân tử và nguyên tử di chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác. Hành động này cho phép các cơ chế hóa học làm cơ sở cho tầm nhìn của con người và quang hợp thực vật. Ánh sáng kích thích hệ thống thị giác của con người là một phần rất nhỏ của phổ điện từ. Cầu vồng cho thấy phần quang học (nhìn thấy) của phổ điện từ; tia hồng ngoại (nếu có thể nhìn thấy) sẽ được đặt ngay bên ngoài phía đỏ của cầu vồng với tia cực tím xuất hiện ngay bên ngoài đầu tím.

Sóng điện từ khả kiến
Sóng điện từ khả kiến

Tia cực tím

Tiếp theo trong tần số đến tia cực tím (UV). Bước sóng của tia UV ngắn hơn đầu tím của phổ khả kiến ​​nhưng dài hơn tia X.

UV là bức xạ có bước sóng dài nhất mà các photon của chúng đủ năng lượng để ion hóa các nguyên tử, tách các electron khỏi chúng và do đó gây ra các phản ứng hóa học. UV bước sóng ngắn và bức xạ bước sóng ngắn hơn nó (tia X và tia gamma) được gọi là bức xạ ion hóa, và tiếp xúc với chúng có thể làm hỏng mô sống, khiến chúng trở thành mối nguy hại cho sức khỏe.

Tia cực tím
Tia cực tím

UV cũng có thể khiến nhiều chất phát sáng với ánh sáng nhìn thấy được; điều này được gọi là huỳnh quang. Mặt trời phát ra bức xạ UV đáng kể (khoảng 10% tổng công suất của nó), bao gồm cả tia cực tím bước sóng cực ngắn có khả năng phá hủy hầu hết sự sống trên đất liền. Tuy nhiên, hầu hết các bước sóng UV gây hại của Mặt trời đều được khí quyển hấp thụ trước khi chúng chạm tới bề mặt. Đó là lý do tại sao bạn có thể bị cháy nắng ngay cả khi bạn đang bơi ở biển hoặc vào những ngày nhiều mây, và tại sao kem chống nắng lại quan trọng như vậy.

Xem thêm: Hai dao động điều hòa cùng tần số và ngược pha nhau thì có độ lệch pha bằng A.

Tia X

Một loại sóng năng lượng cao rất hữu ích được sử dụng rộng rãi trong y học và an ninh. Kích thước điển hình: 0,1 nanomet (chiều rộng của một nguyên tử).

Tia X
Tia X

Tia gamma

Đây là dạng sóng điện từ mạnh mẽ và nguy hiểm nhất, được phát hiện bởi Paul Ulrich Villard vào năm 1900. Tia gamma là một loại bức xạ có hại. Kích thước điển hình: 0,000001 nanomet (chiều rộng của hạt nhân nguyên tử).

Tia gamma được sử dụng thực nghiệm bởi các nhà vật lý cho khả năng xuyên thấu của chúng và được tạo ra bởi một số đồng vị phóng xạ. Chúng được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm và hạt giống để khử trùng, và trong y học đôi khi chúng được sử dụng trong xạ trị ung thư.

Phổ biến hơn, tia gamma được sử dụng để chẩn đoán hình ảnh trong y học hạt nhân, quét PET là một ví dụ. Bước sóng của tia gamma có thể đo được với độ chính xác cao thông qua phương pháp tán xạ Compton.

Đặc điểm của sóng điện từ

Sóng điện từ có những tính chất và những điểm đặc trưng của chúng như:

  • Phổ sóng rộng
  • Sóng điện từ truyền với vận tốc không đổi 3×10⁸m/s trong chân không. Khi các sóng này đi qua vật chất, chúng chậm lại một chút, theo bước sóng của chúng.
  • Sóng điện từ là sóng “ngang”
  • Sóng điện từ mang năng lượng
  • Lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không.
  • Dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.
  • Sóng điện từ cũng có các tính chất của sóng cơ như: Phản xạ, khúc xạ, giao thoa, … Và tuân theo các quy luật truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,… Khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường nó cũng bị phản xạ hoặc khúc xạ giống ánh sáng
  • Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc
  • Sóng điện từ lan truyền được trong các môi trường điện môi và phụ thuộc vào hằng số điện môi.
  • Biên độ của sóng điện từ liên quan đến cường độ hoặc độ sáng của nó (như trong trường hợp ánh sáng khả kiến).
  • Tần số của bất kỳ dạng sóng nào bằng tốc độ chia cho bước sóng. Các đơn vị đo lường được tính theo chu kỳ mỗi giây hoặc Hertz.

Ứng dụng của sóng điện từ và sự nguy hiểm của chúng

Để hiểu rõ được những ứng dụng của sóng điện từ cũng như sự nguy hiểm của chúng, chúng ta sẽ đi xem xét từng loại sóng cụ thể nhé!

Thang sóng điện từ
Thang sóng điện từ

Sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến được sử dụng để liên lạc như truyền hình và phát thanh, truyền thông và truyền hình vệ tinh. Sóng vô tuyến được truyền dễ dàng qua không khí. Chúng không gây ra thiệt hại nếu cơ thể con người hấp thụ.

Sóng vi ba

Thiết bị tiêu biểu sử dụng sóng vi ba đó chính là lò vi sóng, được sử dụng để nấu thức ăn, thông tin liên lạc và thông tin vệ tinh. Các nguồn vi sóng cực mạnh có thể gây nguy hiểm thông qua việc đốt nóng các tế bào cơ thể.

Sóng hồng ngoại

Ánh sáng hồng ngoại (IR) được sử dụng bởi lò sưởi điện, bếp để nấu thức ăn, liên lạc tầm ngắn như điều khiển từ xa, sợi quang, hệ thống an ninh và camera chụp ảnh nhiệt phát hiện người trong bóng tối. Hiệu ứng làm nóng của IR có thể gây bỏng cho da.

Bếp hồng ngoại sử dụng sóng hồng ngoại
Bếp hồng ngoại sử dụng sóng hồng ngoại

Xem thêm: Nội dung giảm tải chương trình môn Vật lí THPT

Ánh sáng khả kiến

Ánh sáng khả kiến là ánh sáng chúng ta có thể nhìn thấy, vì vậy được sử dụng trong chụp ảnh và chiếu sáng. Nó cũng được sử dụng trong thông tin sợi quang, trong đó các xung ánh sáng được mã hóa đi qua các sợi thủy tinh từ nguồn tới máy thu.

Tia cực tím

Chúng ta không thể nhìn thấy ánh sáng cực tím (UV) nhưng nó có thể có tác động nguy hiểm đến cơ thể con người. Tia cực tím trong ánh sáng mặt trời có thể khiến da bị sạm hoặc bỏng. Các chất huỳnh quang được sử dụng trong các loại đèn tiết kiệm năng lượng – chúng hấp thụ ánh sáng cực tím được tạo ra bên trong đèn và tái phát năng lượng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được. Các đặc tính nguy hiểm của tia cực tím đồng thời cũng sẽ tiêu diệt vi khuẩn và có thể được sử dụng để khử trùng nước.

Tia X và tia gamma

Tia X được hấp thụ bởi các cấu trúc dày đặc như xương, đó là lý do tại sao ảnh X-quang được sử dụng để giúp xác định xương gãy. Hình ảnh X-quang cũng được sử dụng để quét cấu trúc bên trong của các vật thể và trong máy quét an ninh sân bay.

Tia X dùng trong chẩn đoán bệnh
Tia X dùng trong chẩn đoán bệnh

Tia gamma được sử dụng để khử trùng thực phẩm và dụng cụ y tế, và trong điều trị và phát hiện ung thư. Tia X và tia gamma có thể gây đột biến gen, có thể dẫn đến ung thư.

Máy dò bức xạ điện từ

Có một số loại máy dò bức xạ điện từ khác nhau. Những loại phổ biến để phát hiện ánh sáng khả kiến như: mắt người; máy quay phim, máy ảnh và máy dò thí nghiệm… Da của bạn cũng có thể phát hiện cả ánh sáng nhìn thấy và tia nhiệt hồng ngoại.

Các thiết bị điện tử như tivi, radio; điện thoại để bắt các sóng dài hơn, như sóng vô tuyến. Loại phim đặc biệt có thể phát hiện các bước sóng ngắn hơn như tia X.

Ứng dụng trong cảm biến siêu âm đo mức
Ứng dụng trong cảm biến siêu âm đo mức

Ngoài ra, sóng điện từ còn ứng dụng trong các thiết bị cảm biến công nghiệp như:

Cảm biến siêu âm

, cảm biến radar,… để phát hiện vật không tiếp xúc, đo mức nước,…

Bài viết đem đến cho các bạn những thông tin chi tiết nhất, mới nhất về sóng điện từ. Giúp các bạn dễ dàng bổ sung những kiến thức vật lý cơ bản. Làm hành trang cho việc tìm hiểu những thiết bị tiên tiến; hiện đại áp dụng tính chất của sóng điện từ…

Rất mong nhận được những nhận xét và chia sẻ của các bạn với bài viết này!

Cảm ơn!

Bài viết liên quan

  • Công Tắc Áp Suất FP Series

    Công Tắc Áp Suất FP Series

  • Công Tắc Chênh Áp Chống Cháy Nổ Atex

    Công Tắc Chênh Áp Chống Cháy Nổ Atex

  • Vùng mù của cảm biến siêu âm

    Vùng mù của cảm biến siêu âm

  • truyền tín hiệu 4-20ma lên web internet

    Truyền Tín Hiệu 4-20mA Lên WebSite Internet

  • Chuyển Đổi Nhiệt Độ Pt100

    Chuyển Đổi Nhiệt Độ Pt100

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button