Sóng Điện Từ Là Gì? Đặc Điểm Và Các Ứng Dụng Liên Quan

Bởi

28/11/2020

1669

Sóng điện từ là sóng ngang truyền đi với tốc độ ánh sáng, hiện nay có rất nhiều công nghệ sử dụng sóng này để kết nối và truyền tải dữ liệu. Hôm nay các bạn hãy cùng tôi tìm hiểu về khái niệm, đặc điểm và các ứng dụng của sóng điện từ nhé!

Một ví dụ ta có thể thấy rõ nhất của việc ứng dụng sóng này đó chính là các máy bộ đàm trong quân đội. Nó còn là nền tảng của công nghệ truyền dẫn phát thanh, phát hình và điều trị bệnh.

1. Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ hay còn gọi là sóng EM là sóng được tạo ra do kết quả của dao động giữa điện trường và từ trường. Do được hình thành khi điện trường tiếp xúc với từ trường nên chúng còn được gọi là bức xạ điện từ. Trong đó điện trường và từ trường của sóng điện từ vuông góc với nhau.

2. Các đặc điểm

Sóng lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí cũng như chân không (là sóng duy nhất lan truyền được trong chân không).
Nó là sóng ngang nghĩa là các phần tử có hướng dao động vuông góc với hướng lan truyền sóng.
Tốc độ lan truyền sóng điện từ trong chân không là lớn nhất. Có độ lớn bằng c = 3.108 m/s.
Dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn là đồng pha nhau.
Sóng điện từ cũng có các tính chất của sóng cơ như: giao thoa, phản xạ và khúc xạ,… Cũng như theo các quy luật liên quan như truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,…
Sóng này mang năng lượng, trong đó năng lượng của một hạt photon có bước sóng λ (đọc là lamda) là hc/λ. Với h là hằng số Planck và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Như vậy ta có thể thấy bước sóng càng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.
Phổ sóng rộng
Sóng điện từ có phổ sóng rộng, bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc được gọi là sóng vô tuyến.

3. Các dải sóng điện từ – Phổ 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:

Bước sóng dưới 10^-12m là bức xạ gamma
Bước sóng từ 10^-11m đến 10^- 8m là bức xạ tia X
Bước sóng từ 10^-8m đến 3,8×10^-7m là tia cực tím
Bước sóng 3,8×10^-7m đến 7,6.×10^-7m là ánh sáng thấy được
Bước sóng 7,6×10^-7m đến 10^-3m là bức xạ hồng ngoại
Sóng radio có bước sóng từ 10^-3 trở lên

4. Ứng dụng

Phần tiếp theo sẽ giúp bạn hiểu rõ được những ứng dụng của sóng điện từ cũng như sự nguy hiểm của chúng!

4.1 Sóng vô tuyến

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

4.2 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, truyền 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.

4.3 Sóng hồng ngoại

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

4.4 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, các xung ánh sáng được mã hóa đi qua các sợi thủy tinh từ nguồn tới máy thu.

4.6 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. UV trong ánh sáng mặt trời có thể khiến da bị sạm hoặc bỏng. Các đặc tính nguy hiểm của tia này đồng thời cũng sẽ tiêu diệt vi khuẩn và được sử dụng để khử trùng nước.

4.7 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 chụp 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 ở các sân bay.

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