Ngày nay, chúng ta phải tiếp xúc với các loại sóng hàng ngày như sóng vô tuyến, sóng radio, sóng điện thoại,… Tất cả những loại sóng này còn được gọi chung là sóng điện từ. Vậy sóng điện từ là gì? Đặc điểm và ứng dụng của sóng điện từ trong cuộc sống như thế nào?
Mục lục bài viết
Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ hay còn gọi là bức xạ điện từ do sự kết hợp giữa dao động từ trường và điện trường vuông góc với nhau. Chúng lan truyền trong không gian như một loại sóng. Và vì chúng là sóng nên sẽ có tính chất hạt thường gọi là hạt “photon“.
Trong quá trình lan truyền của sóng điện từ, chúng sẽ mang theo năng lượng, động lượng và thông tin. Bước sóng của sóng điện từ sẽ rơi vào khoảng từ 400nm – 700nm và có thể quan sát bằng mắt thường thông qua ánh sáng chúng phát ra.
Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm dao động cùng pha hoặc khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng. Bước sóng được viết tắt bằng chữ Hy Lạp là Lamda.
Nguyên tắc khi truyền sóng điện từ
Để sóng điện từ hoàn toàn có thể truyền đi thi ta cần phải tuân thủ theo những nguyên tắc sau :
Để hình ảnh và âm thanh có thể truyền đi xa thì ta cần biến điệu chúng thành các dao động điện, tức là tín hiệu âm tần. Với FM là biến điệu tần số và AM là biến điệu biên độ.
- Khuếch đại tín hiệu thu được khi có cường độ nhỏ
- Cần phải sử dụng sóng ngang, tức sóng cao tần để hoàn toàn có thể truyền đi
- Tách sóng : Là việc tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần .
Đặc điểm của sóng điện từ là gì ?
Thông thường sóng điện từ sẽ có chung những đặc thù với nhau và đơn cử thì chúng sẽ có 1 số ít đặc thù sau :
- Sóng điện từ hoàn toàn có thể Viral được trong thiên nhiên và môi trường khí, lỏng, rắn và cả chân không. Đây cũng là loại sóng duy nhất hoàn toàn có thể Viral trong chân không .
- Sóng điện từ có khá đầy đủ những đặc thù của sóng cơ như giao thoa, khúc xạ, phản xạ, … Đồng thời, nó cũng tuân theo những quy luật giao thoa, truyền thẳng, khúc xạ, …
- Tốc độ Viral của sóng điện từ trong chân không là lớn nhất và bằng c = 3.108 m / s. Ngoài ra, khi sóng điện từ truyền từ không khí vào nước thì vận tốc truyền sóng sẽ giảm, số bước sóng tăng
Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét cho tới vài km, thường được sử dụng trong thông tin liên lạc gọi là sóng vô tuyến
- Sóng điện từ thuộc loại sóng ngang, và nó chính là sự Viral của những xê dịch tương quan tới đặc thù có hướng ( đơn cử là cường độ từ trường và cường độ điện trường ) của những thành phần mà hướng giao động vuông góc với hướng Viral sóng .
- Dao động của từ trường và điện trường tại 1 điểm luôn luôn đồng pha với nhau .
- Sóng luôn hình thành 1 tam diện thuận
- Sóng điện từ có phổ sóng rộng
Sóng điện từ có mang năng lượng không?
Sóng điện từ không mang năng lượng đúng hay sai? – Câu trả lời là sai. Bởi sóng điện từ có mang năng lượng và năng lượng của 1 hạt photon có bước sóng λ là hc/λ. Trong đó, c là vận tốc ánh sáng trong chân không và h là hằng số Planck.
Sóng điện từ là sóng dọc hay sóng ngang?
Sóng điện từ là sóng ngang và chúng được đo bằng biên độ (tức chiều cao) và bước sóng. Điểm cao nhất của sóng được gọi là đỉnh, còn điểm thấp nhất được gọi là hõm.
Sóng điện từ được chia thành một dải tần số ( hay còn gọi là phổ điện từ ) ví dụ điển hình như sóng hồng ngoại, sóng vô tuyến, sóng vi ba, … Tóm lại sóng điện từ là sóng ngang và là điện từ trường Viral trong khoảng trống dưới dạng sóng .
||Xem thêm: Sóng điện thoại là sóng gì? Sóng điện thoại gây vô sinh không?
Các dải sóng và tần số sóng điện từ
Bức xạ điện từ, sóng điện từ được phân thành những loại sau và chúng cũng được gọi là thang sóng điện từ trong vật lý học :
Tên | Bước sóng | Tần số (Hz) |
| Radio | 1 mm – 100000 km | 300 MHz – 3H z |
| Viba | 1 mm – 1 met | 300 GHz – 300 MHz |
| Tia hồng ngoại | 700 nm – 1 mm | 430 THz – 300 GHz |
Ánh sáng nhìn thấy | 380 nm-700 nm | 790 THz – 430 THz |
| Tia tử ngoại | 10 nm – 380 nm | 30 PHz – 790 THz |
| Tia X | 0,01 nm – 10 nm | 30 EHz – 30 PHz |
| Tia gamma | ≤ 0,01 nm | ≥ 30 EHz |
Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển
Vùng sóng ngắn ít bị hấp thụ : Không khí hấp thụ rất mạnh những sóng cực ngắn, sóng trung, sóng dài. Vì thế, những sóng này không hề truyền đi xa ( tối đa từ vài km tới vài chục km ) .
Không khí hấp thụ mạnh sóng ngắn, nhưng trong 1 số vùng tương đối hẹp thì những sóng có bước sóng ngắn thì hầu hết không bị hấp thụ. Và đài phát thanh của hầu hết những nước đều phát sóng trong những vùng sóng này .
Sự phản xạ của sóng ngắn trên tầng điện ly
Tầng điện ly là 1 lớp khí quyển mà trong đó những phân tử khí đã bị ion hóa rất mạnh dưới tính năng của những tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời ( độ cao từ 80 km – 800 km ) .
Sóng ngắn phản xạ rất tốt trên tầng điện ly cũng như trên mặt đất và mặt nước biển. Chính nhờ có sự phản xạ liên tục trên mặt đất và trên tầng điện ly mà những sóng ngắn hoàn toàn có thể truyền đi rất xa tới vài chục nghìn km trên mặt đất .
Phân loại và ứng dụng của sóng điện từ trong cuộc sống
Như đã nói ở trên, sóng điện từ được chia ra làm nhiều loại khác nhau như ánh sáng nhìn thấy, sóng viba, radio, cực tím, hồng ngoại, tia x, tia gamma. Các loại sóng này được phân biệt dựa trên tần số và bước sóng, và mỗi loại có ứng dụng khác nhau :
+ Ánh sáng nhìn thấy được
Ánh sáng là phần duy nhất của phổ điện từ hoàn toàn có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Mắt hoàn toàn có thể cảm nhận được ánh sáng là sự phối hợp của 1 số màu có bước sóng khác nhau. Ánh sáng được tạo thành từ 7 màu : xanh dương – tím – chàm – xanh lá cây – cam – vàng – đỏ
+ Sóng radio
Đây là loại sóng có tần số nằm trong khoảng chừng từ 30KH z – 300MH z và có bước sóng từ 1 – 103 m. Sóng radio gồm có sóng cực ngắn ( VHF ), sóng ngắn ( HF ), sóng trung ( MF ), sóng dài ( LF ). Do sóng radio thường có ít tương tác với vật chất vì nguồn năng lượng bước sóng rất nhỏ, nên nó thường được sử dụng để truyền tín hiệu, thông tin, sử dụng trong y học hoặc để cảm ứng siêu âm, radar giúp phát hiện vật thể và đo đạc khoảng cách .
Khi tất cả chúng ta thu nạp radio bằng ăng ten, ta tậm dụng tương tác giữa điện trường sóng với những vật dẫn điện. Dưới sự ảnh hưởng tác động của dao động điện trong sóng radio thì những dòng điện sẽ xê dịch qua lại trong vật dẫn điện .
Sóng Radio là nền tảng giúp phát minh ra các loại sóng được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hiện nay như: Sóng wifi, Bluetooth…dùng để kết nối các thiết bị điện tử không dây.
>> Xem thêm: Tác hại của sóng Wifi: hiểm họa khôn lường cho sức khỏe <<
+ Sóng viba
Đây là loại sóng có tần số từ 300MH z – 3000MH z, và tần số giao động của sóng viba trùng với tần số cộng hưởng của những phân tử hữu cơ trong những loại thức ăn. Vì thế, sóng trong vi sóng bị hấp thụ mạnh bởi những phân tử hữu cơ và làm chúng nóng lên. Khi đó, nguồn năng lượng sóng được chuyển sang nguồn năng lượng nhiệt của phân tử. Mức độ ảnh hưởng tác động của sóng viba như sau :
Mức nhẹ: Làm biến tính 1 số phân tử protein trong tế bào, gây sai lệch 1 chút cấu trúc phân tử. Nó không chết mà vẫn tham gia được vào các hoạt động sống của tế bào. Nếu sai lệch này xảy ra trong phân tử ADN, khi đó nếu hệ bạch huyết không đủ mạnh để loại bỏ những tế bào lỗi này thì chúng sẽ phát triển thành ung thư.
Mức nặng: Làm biến tính mạnh, phân tử không còn được tham dự hoạt động sống. Bởi vì tính chất của loại sóng viba này mà chúng ta cần cẩn trọng trong việc sử dụng các loại thiết bị hoặc lò vi sóng. Bởi các màng chắn sóng sẽ không thể chặn toàn bộ sóng phát ra nên việc cần làm là giữ khoảng cách với lò vi sóng tối thiểu 30m.
Ngoài ra, sóng vi ba là bước sóng chính được sử dụng trong radar, thông tin vệ tinh và những công nghệ tiên tiến mạng không dây như Wifi. Vì thế, sóng vi ba được ứng dụng hầu hết trong những thiết bị dùng để nấu ăn như lò vi sóng, hoặc dùng cho thông tin vệ tinh, thông tin liên lạc .
>> Xem thêm: Lò vi sóng có hại không? Cần lưu ý điều gì khi sử dụng <<
Tia hồng ngoại
Là bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn bức xạ viba nhưng lại dài hơn ánh sáng khả kiến. Tia hồng ngoại được sử dụng trong y học nhằm mục đích hủy hoại những tế bào mô bị tổn thương, đồng thời giúp chẩn đoán bệnh đúng mực hơn .
Ánh sáng hồng ngoại được sử dụng bởi nhà bếp hồng ngoại để nấu thức ăn, lò sưởi điện, liên lạc tầm ngắn như camera chụp ảnh nhiệt phát hiện người trong bóng tối, mạng lưới hệ thống bảo mật an ninh, sợi quang, điều khiển và tinh chỉnh từ xa, …
Tia tử ngoại
Là bức xạ có tần số từ 3000TH z – 3.1016 Hz, chúng thường được phát ra từ những nguồn có nhiệt độ cao trên 300 độ C, ánh sáng mặt trời hoặc trong những ứng dụng đèn thủy ngân và hồ quang điện .
Tia X và tia Gamma
Tia X hay X quang là 1 sóng điện từ có bước sóng trong khoảng chừng 10 nanomet tới 100 picomet ( tức là tần số từ 30PH z – 3EH z ). Các cấu trúc xum xê như xương được hấp thụ bởi tia X. Đây cũng là nguyên do tại sao ảnh X-quang được sử dụng để xác lập xương gãy. Đồng thời X-quang cũng hoàn toàn có thể quét được cấu trúc bên trong những vật thể và trong những máy quét bảo mật an ninh tại trường bay .
Tia Gamma là loại tia có bước sóng vào thời gian 10 – 14 m tới 10-10 m. Sự khác nhau giữa tia X và tia gamma là ở nguồn gốc. Bức xạ phát ra từ tia X là ở ngoài nhân nguyên tử, còn bức xạ gamma phát ra từ trong hạt nhân nguyên tử. Tia gamma thường được sử dụng để khử trùng dụng cụ y tế và thực phẩm ; trong điều trị và phát hiện bệnh ung thư .
Ngoài ra, sóng điện từ còn được ứng dụng trong các thiết bị cảm biến công nghiệp như cảm biến radar, cảm biến siêu âm,… để phát hiện vật không tiếp xúc và đo mực nước.
Trên đây là một số thông tin chia sẻ về “Sóng điện từ là gì? Đặc điểm và ứng dụng của sóng điện từ trong cuộc sống”. Hy vọng với những thông tin chia sẻ trên sẽ giúp ích cho các bạn trong học tập và công việc. Rất mong nhận được Like và comment góp ý từ các bạn để bài viết trở nên hoàn thiện hơn.
Bài viết tương quan khác :
Nguồn : Kiến thức tổng hợp
Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay
