Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ (hay còn gọi là bức xạ điện từ), tiếng Anh gọi là Electromagnetic Wave (viết tắt là EM), là sự kết hợp giữa dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau. Chúng lan truyền trong không gian như một loại sóng. Vì chúng là sóng nên chúng sẽ có tính chất như các hạt chuyển động, thường gọi là hạt “photon”.

Trong quá trình lan truyền, sóng điện từ mang theo thông tin, năng lượng và động lượng.

Bước sóng của sóng điện từ nằm trong khoảng từ 400nm đến 700nm, có thể được quan sát bằng mắt thường, gọi là ánh sáng.

Đặc điểm của sóng điện từ

Thông thường, sóng điện từ sẽ có các đặc điểm chung như sau:

- Sóng điện từ có thể truyền được trong tất cả các môi trường rắn, lỏng, khí, kể cả chân không.

- Đặc tính vốn có của sóng điện từ là tần số của nó. Tần số của chúng không thay đổi nhưng bước sóng thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác.

- Điện tích tăng tốc có trách nhiệm tạo ra sóng điện từ.

- Sóng điện từ truyền với vận tốc không đổi trong chân không là 3.108 m/s.

- Sóng điện từ cũng có các tính chất của sóng cơ như: phản xạ, khúc xạ, giao thoa,… cũng tuân theo các quy luật truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,…

- Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet, được sử dụng trong thông tin liên lạc, gọi là sóng vô tuyến.

- Sóng điện từ là sóng có mang năng lượng. Bước sóng càng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.

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

- Sóng điện từ là sóng ngang. Điều đó có nghĩa là điện trường và từ trường dao động trong một mặt phẳng vuông góc với phương truyền sóng. Cũng lưu ý rằng, điện trường và từ trường trong sóng điện từ cũng vuông góc với nhau.

Ứng dụng của sóng điện từ

Sóng điện từ có mặt khắp nơi trong tự nhiên. Nhiệt từ lửa cháy, ánh sáng từ mặt trời, tia X sử dụng trong y khoa, năng lượng dùng để nấu thức ăn trong lò vi sóng,… đều là các dạng của sóng điện từ hay bức xạ điện từ.

Một ứng dụng rõ nhất của việc sử dụng sóng điện từ đó là các máy bộ đàm; các thiết bị như điện thoại không dây, điện thoại di động, mạng không dây, radar,… để truyền dữ liệu và tín hiệu. Các thiết bị này đều sử dụng sóng điện từ.

Sóng điện từ phát ra có thể gây nhiễu các thiết bị khác. Ở mức độ bức xạ quá mức cho phép, nó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, cũng như với môi trường.

Các loại sóng điện từ

Sóng điện từ có 7 loại: sóng vô tuyến, sóng viba, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, tia gamma.

- Sóng vô tuyến: Đây là sóng radio được phát ra bởi các đài phát thanh, đài truyền hình.

- Sóng viba: Đây là sóng phát ra trong lò vi sóng, được sử dụng để hâm nóng thức ăn.

- Tia hồng ngoại: Bức xạ hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị hồng ngoại, sóng viễn thông.

- Ánh sáng nhìn thấy được: Ánh sáng là phần duy nhất của phổ điện từ có thể nhìn thấy bằng mắt. Mắt cảm nhận được ánh sáng là sự kết hợp của một số màu có bước sóng khác nhau. Ánh sáng được tạo thành từ 7 màu: tím, chàm, xanh dương, xanh lá cây, vàng, cam và đỏ.

- Tia cực tím (tia tử ngoại, tia UV): Được phát ra từ mặt trời, nếu bức xạ cực tím quá cao có thể gây cháy nắng cho da.

- Tia X: Tia X-quang được sử dụng trong y tế, chúng có thể xuyên qua da để nhìn thấy được cấu trúc xương bên trong cơ thể người.

- Tia gamma: Chúng được sản xuất trong phòng thí nghiệm bằng cách bắn phá các hạt nguyên tử bằng proton và notron, hay trong các vụ nổ hạt nhân.

Bước sóng và tần số của các loại sóng điện từ

Tên

Bước sóng

Tần số

Sóng vô tuyến

1 m - 100.000 km

300 MHz - 3 Hz

Sóng viba

1 mm - 1 m

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 cực tím

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