Sóng điện từ là gì? Đặc điểm, cấu tạo và sự hình thành sóng điện từ

Hiện nay có rất nhiều công nghệ sử dụng sóng điện từ để kết nối và truyền tải dữ liệu. Ngày nay, nhiều người còn nhầm lẫn về các khái niệm sóng điện từ, sóng vô tuyến điện, sóng vô tuyến điện. Vậy sóng điện từ là gì? Đặc điểm, cấu tạo và sự hình thành sóng điện từ.

Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ hay còn gọi là bức xạ điện từ được tạo ra bởi sự kết hợp của từ trường và điện trường dao động vuông góc với nhau. Chúng lan tỏa khắp không gian như những làn sóng. Và bởi vì chúng là sóng, chúng có các đặc tính của các hạt thường được gọi là hạt “quang tử- photon”.

Khi một sóng điện từ truyền đi, năng lượng, động lượng và thông tin được truyền đi. Bước sóng của sóng điện từ nằm trong khoảng từ 400nm đến 700nm và có thể quan sát được bằng mắt thường thông qua ánh sáng do sóng điện từ phát ra.

Sóng điện từ là sóng ngang vì nó có hướng dao động của các hạt photon vuông góc với phương lan truyền của sóng. Vậy nên nó có thể xảy ra hiện tượng phân cực như một số loại sóng cùng tính chất khác.

Một trong những cơ chế có liên quan đến khái niệm này là biến điệu sóng – biến đổi và pha trộn các tín hiệu cao và âm tần với nhau nhằm tăng hiệu quả phát sóng điện từ đi xa hơn. Cơ chế này được ứng dụng khá nhiều trong truyền hình và truyền thanh.

Nguyên tắc khi lan truyền sóng điện từ

Để hình ảnh và âm thanh truyền đi được khoảng cách xa, chúng phải được điều chế thành dao động điện, hoặc tín hiệu tần số nghe được. Ở đây, FM là điều chế tần số và AM là điều chế biên độ.

• Tăng tín hiệu nhận được khi cường độ thấp.
• Phải sử dụng sóng ngang, hoặc tần số cao để có thể lan truyền.
• Tách biệt: Tách tín hiệu khỏi sóng tần số vô tuyến.

Đặc điểm

Làn sóng đặc biệt này có những đặc điểm nổi trội gì để chúng ta có thể nhận ra nó giữa vô vàn các loại sóng phổ biến hiện nay? Hãy cùng liệt kê những đặc điểm của sóng điện từ nhé!

• Khả năng lan truyền trong môi trường đa dạng

Sóng điện từ có thể lan truyền trong cả bốn môi trường: chất rắn, chất lỏng, chất khí và thậm chí cả chân không. Đây là loại sóng duy nhất có thể truyền được trong chân không. Tốc độ của sóng điện từ thay đổi tùy theo môi trường.

Tốc độ truyền của sóng này là cực đại trong chân không. Vận tốc của bức xạ điện từ trong chân không được xác định như một hằng số không đổi và không phụ thuộc vào hệ quy chiếu, c = 299.792.458 m/s.

• Có các đặc tính cơ bản của sóng cơ học 

Sóng điện từ có sở hữu hầu hết các chức năng và đặc điểm của sóng cơ học, chẳng hạn như phản xạ, khúc xạ và giao thoa. Đây có thể cũng là đặc điểm sóng điện từ giúp nó nổi bật hơn các loại sóng khác, vì vậy loại sóng này cũng tuân theo các định luật cơ bản của sóng cơ học.

• Năng lượng điện từ 

Năng lượng của photon trong sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng của nó. Bước sóng càng dài thì năng lượng của phôtôn càng nhỏ.

• Dao động của từ trường và điện trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau

Sự hình thành của sóng điện từ

Sóng điện từ được hình thành khi có điện trường tiếp xúc với từ trường. Do đó chúng được gọi là sóng “điện từ”. Điện trường và từ trường của sóng điện từ vuông góc (vuông góc) với nhau. Chúng cũng vuông góc với phương của sóng điện từ.

Phân loại sóng điện từ

Dựa trên cơ sở lý thuyết sóng điện từ hiện nay được phân loại như thế nào? Căn cứ vào bước sóng với đặc điểm của sóng điện từ, người ta chia chúng thành 4 loại:

Sóng cực ngắn

Bước sóng của loại sóng này là 1-10m. Năng lượng cao và ít hấp thụ trong nhiều môi trường. Sóng này có thể lan truyền nhanh chóng qua tầng điện ly. Trong thiên văn học, bạn có thể sử dụng sóng ngắn để nghiên cứu vũ trụ.

Sóng ngắn

Bước sóng của sóng ngắn thường là 10-100 mét. Giống như vi sóng, những loại sóng này có mức năng lượng cao. Nhưng ở tầng điện ly và trên mặt đất, chúng bị phản xạ nhiều lần. Ứng dụng tuyệt vời trong truyền thông và thông tin ngầm.

Sóng trung

Bước sóng của loại sóng này là 100-1000 m. Nó được hấp thụ mạnh mẽ trong ngày. Tuy nhiên vào ban đêm thì điều này lại ngược lại. Một ứng dụng tuyệt vời trong lĩnh vực yakan tusin để gửi và nhận tín hiệu.

Sóng dài

Sóng dài là sóng có bước sóng trên 100 m. Mức năng lượng rất thấp. Chúng hoàn toàn bị hấp thụ bởi các vật thể trên mặt đất. Tuy nhiên, trong môi trường nước, phần lớn loại sóng này không bị ảnh hưởng. Do đó, nó được sử dụng chính trong giao tiếp dưới biển.

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 này sẽ giúp bạn giải đáp được câu hỏi sóng điện từ là gì?“Sóng điện từ là gì? Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng” hy vọng sẽ giúp ích bạn. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết và hẹn gặp lại trong các bài viết tiếp theo.