Sóng điện từ, sóng vô tuyến, sóng radio,…hẳn đã rất quen thuộc trong đời sống hiện đại. Có rất nhiều công nghệ sử dụng sóng điện từ để kết nối và truyền tải dữ liệu. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu được sóng điện từ là gì, các loại sóng điện từ và ứng dụng của sóng điện từ trong đời sống. Cùng Palada.vn tìm hiểu các loại sóng điện từ và ứng dụng nhé!
Tóm tắt
Định nghĩa sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ hay còn gọi là bức xạ điện từ là sự kết hợp giữa dao động điện trường với từ trường vuông góc nhau. Chúng lan truyền trong không gian giống một loại sóng, có tính chất hạt gọi là hạt “photon”.
Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, chúng sẽ mang theo các thông tin, năng lượng và động lượng.
Bước sóng của sóng điện từ rơi vào khoảng từ 400nm – 700nm và chúng có thể được quan sát bằng mắt thường thông qua ánh sáng mà chúng phát ra.
Đặc điểm của sóng điện từ
Sóng điện từ có những đặc điểm cơ bản như sau:
- Sóng điện từ lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không. Đây là sóng duy nhất lan truyền được trong chân không
- Sóng điện từ là sóng ngang, sự lan truyền của chúng liên quan đến tính chất có hướng (cường độ điện trường và cường độ từ trường) của các phần tử mà hướng dao động vuông góc với hướng lan truyền sóng.
- Tốc độ lan truyền sóng điện từ trong chân không là lớn nhất c = 3.108 m/s.
- Sóng điện từ luôn tạo thành một tam diện thuận
- Dao động của điện trường và từ trường tại 1 điểm luôn luôn đồng pha với nhau.
- Sóng điện từ cũng có các tính chất cơ bản của sóng cơ như: Phản xạ, khúc xạ, giao thoa,…tuân theo các quy luật truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,…
- Sóng điện từ mang năng lượng của một hạt photon có bước sóng λ là hc/λ, với h là hằng số Planck và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Như vậy, bước sóng càng dài thì năng lượng photon sẽ càng nhỏ.
- Phổ sóng điện từ khá rộng với bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc được gọi là sóng vô tuyến
Có những loại sóng điện từ nào?
Dựa theo độ dài sóng mà sóng điện từ (sóng vô tuyến) được phân loại như sau:
- Sóng cực ngắn: Bước sóng 1 – 10m, nguồn năng lượng lớn và không bị hấp thụ, phản xạ bởi tầng điện ly nên có thể đi vào vũ trụ. Vì vậy sóng cực ngắn được ứng dụng để nghiên cứu thiên văn, các ngành khoa học vũ trụ ngày nay.
- Sóng ngắn: Bước sóng 10 – 100m, chứa năng lượng lớn, bị phản xạ nhiều nhất ở tầng điện ly và mặt đất nên ứng dụng trong việc truyền thông tin, liên lực dưới mặt đất.
- Sóng trung: Bước sóng 100 – 1000m, bị tầng điện li hấp thụ mạnh vào ban ngày còn ban đêm thì không, được dùng để truyền thông tin liên lạc vào ban đêm.
- Sóng dài: Bước sóng khoảng > 1000m, chứa năng lượng thấp, bị hấp thụ bởi các vật thể trên mặt đất và không dễ hấp thụ trong môi trường nước. Vì thế ứng dụng để liên lạc cho các tàu ngầm dưới nước.
Các loại sóng điện từ và ứng dụng
Sóng điện từ được ứng dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực khác, nhằm phục vụ đời sống của con người. Lợi ích của sóng điện từ cụ thể như sau:
- Ứng dụng chế tạo radar cảm biến đo lường ở khoảng cách xa hệ thống thu phát.
- Sử dụng trong các ngành viễn thông như phát thanh, truyền hình, truyền tín hiệu, wifi
- Ứng dụng trong ngành y học, tham gia chẩn đoán và điều trị các bệnh khác nhau.
- Nghiên cứu vũ trụ, thiên văn học
- Sản xuất vũ khí hạng nặng
- Ứng dụng vào công nghệ nhìn xuyên vật thể
- Diệt khuẩn, tiệt trùng trong chế biến thực phẩm
Cụ thể, mỗi loại sóng điện từ sẽ có các thông số riêng về bước sóng, mức năng lượng và tần số của chúng. Theo đó, các loại sóng điện từ này sẽ có các ứng dụng cụ thể khác nhau như sau:
Sóng Radio
- Bước sóng: 1mm – 100000km
- Tần số: 300MHz – 3GHz
- Năng lượng mang theo: 12.4 feV – 1.24 meV
Sóng Radio thường ít tương tác với vật chất do năng lượng photon của chúng rất nhỏ, có thể truyền đi một khoảng cách dài mà không mát năng lượng do tương tác. Loại sóng này dùng để truyền tin từ xa trong lĩnh vực truyền thanh. Khi thu nạp sóng radio bằng anten, chúng ta tận dụng tương tác giữa điện trường của sóng với các vật dẫn, dòng điện đi qua trong vật dẫn điện làm ảnh hưởng dao động điện trong sóng radio.
Sóng Viba
- Bước sóng: 1mm – 1m
- Tần số: 300MHz – 300GHz
- Năng lượng mang theo: 1.7 eV – 1.24 meV
Sóng Viba được ứng dụng phổ biến t trong các lò vi sóng. Tần số dao động của lò vi sóng trùng với tần số cộng hưởng của các phân tử trong thức ăn khiến món ăn nóng lên, năng lượng sóng chuyển thành năng lượng nhiệt của các phân tử.
Sóng viba mức nhẹ sẽ làm biến tính 1 số phân tử protein dẫn đến sai lệch cấu trúc phân tử. Trong thực tế các sai lệch này sẽ xảy ra trong phân tử ADN nếu hệ bạch huyết không đủ mạnh để loại bỏ tế bào lõi này, dẫn đến bị ung thư. Vì vậy hãy thận trọng khi sử dụng lò vi sóng, giữ khoảng cách an toàn cho mình và người thân khi sử dụng lò vi sóng nhé!
Tia hồng ngoại
- Bước sóng: 700nm – 1mm
- Tần số: 430 THz – 300 GHz
- Năng lượng mang theo: 1.24 meV – 1.7 eV
Bước sóng tia hồng ngoại dài hơn bước sóng ánh sáng nhưng vẫn ngắn hơn bước sóng Viba. Tia hồng ngoại được dùng trong y học để điều trị bệnh, phá hủy các tế bào bị hỏng hay tổn thương, ứng dụng để chẩn đoán các bệnh khác nhau.
Ánh sáng có thể nhìn thấy
- Bước sóng: 380 nm – 700 nm
- Tần số: 790 THz – 430 THz
- Năng lượng mang theo: 1.7 eV – 3.3 eV
Sóng ánh sáng có thể quan sát bằng mắt thường trong không gian. Khi ánh sáng bị khúc xạ qua lăng kính hơi nước sau mưa sẽ tạo ra dải 7 màu gọi là cầu vồng.
Tia tử ngoại
- Bước sóng: 10nm – 380 nm
- Tần số: 30 PHz – 790 THz
- Năng lượng mang theo: 3.3 eV – 124 eV
Tia tử ngoại được phát ra từ nguồn nhiệt cao trên 300 độ C như ánh sáng mặt trời, ứng dụng trong hồ quang điện và đèn thủy ngân.
Tia X
- Bước sóng: 0,01 nm – 10 nm
- Tần số: 30 EHz – 30 PHz
- Năng lượng mang theo: 124 eV – 124 keV
Tia X là sóng điện từ được sử dụng trong y học, khả năng phá hủy và điều trị các tế bào ung thư nông, loại bỏ sẹo lồi, sẹo lõm hay ứng dụng trong chụp X-quang, chấn thương chỉnh hình,…
Tia gamma
- Bước sóng: ≤ 0,01 nm
- Tần số: ≥ 30 EHz
- Năng lượng mang theo: 124 keV – 300+ GeV
Tia gamma có bước sóng nhỏ hơn tia X, khác tia X bởi nguồn gốc phát ra. Tia gamma được phát ra từ trong hạt nhân nguyên tử còn tia X sinh ra ở ngoài nhân.
Nội suy là gì? Công thức nội suy tuyến tính 1 chiều, 2 chiều
Trên đây là những thông tin về sóng điện từ là gì do Palada.vn tổng hợp và chia sẻ đến các bạn. Hy vọng rằng với những chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn có thêm nhiều thông tin hữu ích về sóng điện từ. Từ đó, đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng hay tiếp xúc với loại sóng này.
