Sóng điện từ là gì? Đặc điểm & Phân loại sóng điện từ

Sóng điện từ là gì? Có bao nhiêu loại sóng điện từ? Đặc điểm của sóng điện từ như thế nào? Tất cả sẽ được Blog Thiết Bị Điện giải đáp trong bài viết sau đây.

Hiện nay, các kết nối công nghệ, truyền tải dữ liệu đều có sự góp mặt của sóng điện từ, do vậy mà vai trò của loại sóng này là rất quan trọng, tuy nhiên khi hỏi đến sóng điện từ là gì thì có không ít người bỡ ngỡ và mơ hồ.

Vì vậy, nội dung sắp được Blog Thiết Bị Điện chia sẻ sau đây sẽ giúp bạn có được câu trả lời thỏa đáng nhất. Cùng tham khảo nhé.

Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ (bức xạ điện từ) được tạo ra từ sự kết hợp của từ trường và điện trường dao động vuông góc với nhau. Bức xạ điện từ lan tỏa khắp không gian như một làn sóng, lý do là vì sóng điện từ có đặc tính của các hạt photon.

Khi sóng điện từ được truyền đi thì năng lượng, động lượng và thông tin cũng sẽ được truyền đi theo. Bên cạnh đó, bước sóng của bức xạ điện từ nằm trong khoảng từ 400nm – 700nm, đồng thời mắt thường có thể quan sát được thông qua ánh sáng do sóng điện từ phát ra.

Ghi chú: “Bước sóng (hay khoảng cách giữa hai đỉnh) là khoảng cách ngắn nhất của hai điểm dao động cùng pha”

Biến điệu của sóng điện từ

Biến điệu của sóng điện từ là việc biến đổi, pha trộn các tín hiệu âm tần và cao tần để tăng khả năng phát sóng điện từ đi xa hơn, phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong ngành viễn thông, truyền thanh và truyền hình,…

Đặc điểm của sóng điện từ

Bức xạ điện từ có các đặc điểm nổi bật như sau

• Có thể lan trong đa dạng môi trường: rắn, lỏng, khí và ngay cả môi trường chân không (tốc độ lan truyền trong chân không lớn nhất bằng c = 3.108m/ s);
• Có các đặc tính cơ bản của sóng cơ học gồm phản xạ, khúc xạ,… đồng thời tuân theo các quy luật truyền thẳng, giao thoa;
• Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được gọi là sóng vô tuyến;
• Sóng điện từ là sóng ngang vì thế sự lan truyền các dao động liên quan đến tính chất có hương bao gồm cường độ điện trường và từ trường của các phần tử có hướng dao động vuông góc với hướng lan truyền;
• Luôn tạo ra một tam diện thuận;
• Mang năng lượng của một hạt photon có bước sóng là hc/ (h: hằng số Plank, c: vận tốc ánh sáng trong chân không) => bước sóng càng dài, năng lượng photon càng nhỏ.;
• Dao động của điện trường và từ trường luôn đồng pha tại cùng một điểm

Nguyên tắc khi truyền sóng điện từ

Khi lan truyền sóng điện từ đi xa cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

• Bức xạ điện từ có thể biến điều thành các dao động điện hay tín hiệu âm tần – AM (biến điệu biên độ) hay FM (biến điệu tần số);
• Sử dụng sóng ngang có tần số cao để truyền đi nhanh chóng hơn với khoảng cách xa;
• Thực hiện tách sóng, tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần;
• Khuếch đại tín hiệu thu được kho sóng điện từ có cường độ nhỏ.

Các loại sóng điện từ

Dựa theo bước sóng điện từ mà người ta phân loại bức xạ điện từ thành 4 dạng cơ bản như sau:

Sóng cực ngắn

Có bước sóng từ 1  – 10m, chứa năng lượng lớn và không bị hấp thụ, đồng thời phản xạ tốt bởi tầng điện li nên có thể đi vào vũ trụ. Do vậy mà sóng cực ngắn ứng dụng nhiều trong việc nghiên cứu thiên văn, khoa học vũ trụ.

Sóng ngắn

Bước sóng từ 10 – 100m, chứa năng lượng lớn, bị phản xạ nhiều trên tầng điện li và mặt đất, vì thế được ứng dụng cho việc truyền thông tin dưới mặt đất.

Sóng trung

Có bước sóng từ 100 – 1000m, bị tầng điện li hấp thụ mạnh vào ban ngày nhưng ban đêm thì không => vì vậy mà được dùng để lan truyền thông tin vào ban đêm.

Sóng dài

Có bước sóng trên 1000m, chứa năng lượng thấp, bị hấp thụ mạnh trên tầng điện li, mặt đất. Tuy vậy nhưng sóng dài lại không bị hấp thụ dưới nước => dùng để lan truyền, liên lạc cho tàu ngầm.

Sự lan truyền của sóng vô tuyến trong khí quyển

Như đã được đề cập thì sóng điện từ có thể biến điệu thành để truyền đi xa, nhưng nhờ cách thực nào bức xạ điện từ mới làm được như thế? Blog Thiết Bị Điện sẽ bật mí cho bạn ngay đây.

Các vùng sóng ngắn sẽ ít bị hấp thụ

Tầng khí quyền lúc nào cũng chứa các phân tử khí có khả năng hấp thụ các loại sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn, vì thế nếu nằm trong phạm vi bước sóng của các loại này thì bức xạ điện từ không thể truyền đi xa. Tuy nhiên thì hầu như sóng ngắn không bị hấp thụ bởi không khí trong các vùng tương đối hẹp.

Phản xạ của sóng ngắn trên tầng điện li

Lớp khí quyển có chứa 1 tầng điện li nằm ở độ cao 80 – 800km, ở đây các phân tử khí bị ion hóa rất mạnh dưới sự tác động của tia tử ngoại từ mặt trời. Bên cạnh đó thì sóng ngắn vô tuyến lại phản xạ tốt trên tầng điện li, mặt đất, mặt nước bởi tính chất đệm sóng giữa các bề mặt => từ đó sóng có thể truyền đi xa.

Phân chia bức xạ trong sóng điện từ

Mỗi một loại sóng điện từ đều có các thông số riêng về từng bước sóng, mức năng lượng và tần số. Cụ thể sẽ được chúng tôi chia sẻ qua bảng sau đây.

Vận tốc truyền sóng điện từ

Tốc độ truyền của sóng điện từ được xét trong môi trường chân không bởi trong các môi trường khí quyển, bức xạ điện từ sẽ bị cản từ các vật chất khác nhau, theo đó chân không người ta chứng minh được vận tốc lan truyền của bức xạ điện từ không đổi và bằng tốc độ ánh sáng c = 299.792.458 m/s.

Ứng dụng của sóng điện từ

Sóng điện từ được ứng dụng rộng rãi với đa dạng lĩnh vực, phục vụ tốt cho đời sống con người, cụ thể là:

• Chế tạo radar cảm biến đo lường khoảng cách xa qua hệ thống thu phát;
• Dùng cho ngành viễn thông, thông tin liên lạc như phát thanh, truyền hình, truyền tín hiệu wifi;
• Ứng dụng cho y học, chẩn đoán ra nhiều căn bệnh khác nhau nhờ vào tia X;
• Dùng để diệt khuẩn, tiệt trùng thực phẩm;
• Sản xuất vũ khí hạng nặng;
• Nghiên cứu khoa học thiên văn.

Hy vọng với bài viết vừa được blogthietbidien.com chia sẻ, bạn sẽ có thể biết được sóng điện từ là gì và các ứng dụng thực tế liên quan đến sóng điện từ. Nếu cảm thấy nội dung chúng tôi cung cấp bổ ích và hữu dụng, đừng quên để lại một lượt chia sẻ đến với nhiều đọc giả hơn bạn nhé.