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

Chu Văn An

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều thiết bị liên lạc điện tử thông minh ra đời. Các thiết bị này hoạt động dựa trên công nghệ sóng điện tử để kết nối và truyền tải dữ liệu. Vì thế Sóng điện từ là gì? Sóng điện từ có đặc điểm gì và ứng dụng của chúng trong đời sống? Nếu bạn có những thắc mắc trên hãy theo dõi bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.

Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ viết bằng tiếng Anh là Electromagnetic Wave viết tắt là EM. Trong kỹ thuật điện, chúng còn được gọi là sóng điện từ hoặc bức xạ điện từ.

Sóng điện từ là sự kết hợp giữa điện trường và từ trường dao động vuông góc với nhau, được hình thành khi một điện trường tiếp xúc với từ trường. Chúng sẽ lan truyền trong không gian như sóng và có tính chất hạt thường gọi là hạt “photon”. Trong quá trình truyền sóng, sóng điện từ mang theo thông tin, năng lượng, động lượng và nhiễu xạ.

Chúng ta có thể nhìn thấy sóng điện từ bằng mắt thường thông qua ánh sáng mà chúng phát ra vì nó có bước sóng dao động từ 400 – 700nm. Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không là 3×10⁸m/s. Chúng có thể được truyền qua bất cứ thứ gì mà không cần qua trung gian.

Công thức tính bước sóng điện từ

λ = v/f = 2.П.v. √LC

Trong đó:

• v là tốc độ sóng (v = c = 3×108 m/s)
• f là tần số
• λ là bước sóng

Đặc điểm của sóng điện từ là gì?

– Sóng điện từ có thể lan truyền trong mọi môi trường, kể cả môi trường rắn, lỏng, khí và cả chân không. Đây cũng là sóng duy nhất có thể truyền được trong chân không

– Sóng điện từ là sự lan truyền dao động liên quan đến tính chất định hướng (cường độ điện trường và cường độ từ trường) của các hạt, cụ thể là phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.

– Tốc độ lan truyền của sóng điện từ đạt giá trị cực đại khi ở trong môi trường chân không và giá trị lúc đó là c = 3×108 m/s. Tốc độ truyền sóng điện từ phụ thuộc vào bản chất của môi trường đó như mật độ, nhiệt độ, mật độ vật chất cũng như độ đàn hồi. Luôn tạo thành một tam giác dương

– Dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn cùng pha với nhau.

– Sóng điện từ cũng là sóng nên có tính chất cơ bản của sóng cơ học (phản xạ, khúc xạ, giao thoa,…) và tuân theo các định luật truyền sóng (truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,…)

– Sóng điện từ mang năng lượng và năng lượng của photon có bước sóng λ được tính theo công thức

Năng lượng photon = hc/λ

Trong đó

• h là hằng số Planck
• c là tốc độ ánh sáng trong chân không

Từ công thức trên ta thấy bước sóng và năng lượng photon tỷ lệ nghịch với nhau, cụ thể bước sóng càng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.

– Phổ rộng

Sóng điện từ có phổ rộng với bước sóng từ vài mét đến vài km. Đó là lý do tại sao sóng điện từ được dùng để truyền dữ liệu trong thông tin liên lạc và được gọi là sóng vô tuyến.

Phân loại sóng điện từ

Một số loại sóng điện từ và bước sóng

1. Sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến có tần số từ 30KHz (dải tần LF) đến 300 MHz (dải tần VHF), λ từ 1 – 103m và bao gồm sóng dài (LF), sóng trung bình (MF), sóng ngắn (HF) và sóng cực ngắn (VHF). Nó được sử dụng trong truyền thông tin, tín hiệu, y học, cảm biến siêu âm, radar để đo khoảng cách và phát hiện vật thể.

2. Lò vi sóng

Vi sóng là sóng vô tuyến có bước sóng ngắn (10-1m đến 1m (UHF)) có tần số từ 300 MHz đến 3000 MHz. Nó được sử dụng trong lò phát sóng và lò vi sóng. Năng lượng vi sóng được tạo ra bằng ống klystron, máy phát cao tần và các thiết bị trạng thái rắn như điốt Gunn và IMPATT.

3. Tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến ​​và ngắn hơn bức xạ vi sóng, cụ thể có bước sóng từ 1 mm – 750 nm và phổ sóng từ 300 GHz đến 400 THz. Người ta chia sóng hồng ngoại thành 3 loại, bao gồm:

– Hồng ngoại xa (300 GHz đến 30 THz): Đây là vùng trong phổ hồng ngoại của bức xạ điện từ và được định nghĩa là bất kỳ bức xạ nào có bước sóng trong khoảng từ 15 µm đến 1 mm. Bức xạ hồng ngoại xa nằm trong dải CIE IR-B và IR-C.

– Hồng ngoại giữa (30 đến 120 THz): Hồng ngoại giữa được hấp thụ bởi các dao động phân tử, trong đó các nguyên tử khác nhau trong phân tử sẽ dao động xung quanh vị trí cân bằng của chúng.

– Cận hồng ngoại (120 đến 400 THz): Tần số cao nhất trong vùng cận hồng ngoại có thể được phát hiện trực tiếp bởi một số loại phim ảnh và nhiều loại cảm biến ảnh thể rắn có khả năng chụp ảnh hồng ngoại và quay video.

Tia hồng ngoại được sử dụng trong y học để tiêu diệt các tế bào và mô bị tổn thương và giúp chẩn đoán bệnh.

4. Tia cực tím

Tia cực tím là bức xạ có λ dao động từ 10-8 m đến 10-7 m và f từ 3000 THz đến 3,1016 Hz.

5. Chụp X-quang

Tia X còn được gọi là tia X hoặc tia X. Đây là sóng điện từ có λ dao động từ 10 nm đến 100 picometers và f từ 30PHz đến 3EHz).

X-quang là một loại sóng năng lượng cao, rất hữu ích trong y học và an ninh để chiếu, chụp ảnh, chẩn đoán bệnh, tìm xương gãy, mảnh kim loại trong cơ thể, v.v.

6. Tia gamma

Tia gamma được Paul Ulrich Villard phát hiện vào năm 1900 và đây là loại sóng điện từ mạnh và nguy hiểm nhất với bước sóng từ 10-14 m đến 10-10 m. Đó là lý do tại sao tia gamma là một loại bức xạ có hại phát ra từ hạt nhân nguyên tử.

Các nhà vật lý sử dụng tia gamma vì khả năng xuyên thấu của chúng và được tạo ra bởi một số đồng vị phóng xạ nhất định. Chúng được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm và hạt giống để khử trùng. Trong y học, tia gamma được sử dụng để chẩn đoán hình ảnh trong y học hạt nhân, quét PET và xạ trị ung thư.

Để đo bước sóng của tia gamma, người ta sử dụng phương pháp tán xạ Compton.

Bảng bước sóng của các loại sóng điện tử

Sóng điện từ là sóng dọc hay sóng ngang?

Sóng điện từ là sóng dọc hay sóng ngang? Đó là câu hỏi của nhiều người và câu trả lời là sóng “ngang”, tức là sóng điện từ được đo bằng biên độ và bước sóng có phương trong quá trình truyền sóng dao động không đổi, đồng thời vuông góc với phương truyền sóng.

Điểm cao nhất của sóng được gọi là “đỉnh” và điểm thấp nhất được gọi là “tráng”.

Sóng điện từ là sóng ngang

Một số ứng dụng điển hình của sóng điện từ trong đo lường

– Trong công nghiệp, tất cả các thiết bị đều sử dụng sóng điện từ, tiêu biểu nhất là cảm biến siêu âm và radar. Các thiết bị này sử dụng sóng để đo khoảng cách và hoạt động dựa trên đặc tính phản xạ của sóng. Khoảng cách sẽ được tính bằng cách đo thời gian kể từ khi sóng được truyền và nhận.

– Cảm biến siêu âm và radar thường được sử dụng để đo mực nước bể ngầm, mực nước bể trên cao, hóa chất hay độ sâu giếng nước, bể chứa nước trong các trạm cấp nước như nhà máy nước, mực nước trong bồn chứa xăng dầu, v.v.

Cảm biến siêu âm đo mực nước

Trên đây là một số thông tin về sóng điện từ mà chúng tôi muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng sau khi đọc bài viết trên bạn có thể giải đáp Sóng điện từ là gì? Đặc điểm của sóng điện từ và ứng dụng của sóng điện tử trong đời sống. Để đọc thêm nhiều bài viết thú vị và hữu ích, bạn có thể truy cập website labvietchem.com.vn và cùng chúng tôi tìm hiểu thêm.

Xem thêm:

• Dòng điện là gì? Phân loại và cách đo dòng điện
• kPa là gì? Cách chuyển đổi giữa các đơn vị áp suất khác Atm, MmHg và kPa