Sóng điện từ SVIP

1. ĐỊNH NGHĨA VÀ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ

➤ Định nghĩa sóng điện từ

Sự lan truyền của sóng điện từ

Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên. Ánh sáng có bản chất là sóng điện từ.

➤ Tính chất của sóng điện từ

- Tốc độ truyền sóng của sóng điện từ trong chân không là $c$ = 3.10⁸ m/s. Trong không khí, ta có thể lấy gần đúng tốc độ này bằng $c$ = 3.10⁸ m/s.

- Trong mọi môi trường vật chất, tốc độ truyền của sóng điện từ đều nhỏ hơn $c$.

- Một số hiện tượng đặc trưng của sóng điện từ là: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ,...

Lưu ý: khi truyền qua các môi trường khác nhau, tần số và chu kì của sóng điện từ không thay đổi.

❗Chiết suất của môi trường

Tỉ số giữa tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không $c$ và trong một môi trường xác định $v$ được gọi là chiết suất của môi trường đó:

\(n=\dfrac{c}{v}\)

Như vậy, chiết suất của một môi trường luôn lớn hơn hoặc bằng 1.

2. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ

Thang sóng điện từ

Thang sóng điện từ cho biết dải bước sóng và dải tần số ứng với các loại bức xạ khác nhau.

➤ Ánh sáng nhìn thấy

Quang phổ của ánh sáng nhìn thấy là một dải màu biến thiên liên tục từ tím đến đỏ. Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng từ 0,38 μm (bước sóng của ánh sáng tím) cho đến 0,76 μm (bước sóng của ánh sáng đỏ).

Nguồn phát ra ánh sáng nhìn thấy: Mặt Trời, một số loại đèn, tia chớp, ngọn lửa,...

➤ Tia hồng ngoại (IR)

Tia hồng ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng trong khoảng từ 0,76 μm đến 1 mm.

Nguồn phát tia hồng ngoại: vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát được tia hồng ngoại ra môi trường. Nguồn thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp gas, bếp than,...

➤ Tia tử ngoại (UV)

Tia tử ngoại là sóng điện từ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, nằm trong khoảng từ 1 nm đến 380 nm.

Nguồn phát tia tử ngoại: vật có nhiệt độ trên 2000^oC thì phát được tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì bước sóng tử ngoại càng nhỏ. Hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân là nguồn phát tia tử ngoại mạnh.

➤ Sóng vô tuyến

Hình 3. Sóng vô tuyến bị phản xạ tại tầng điện li

Sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng từ 1 mm đến 100 km. Chúng được phát ra từ an ten và được sử dụng để "mang" các thông tin như âm thanh, hình ảnh đi rất xa. Sóng này bị phản xạ bởi tầng điện li trước khi tới máy thu.

Trong đó, sóng VHF (Very High Frequency) (bước sóng rất ngắn) từ 1 m đến 10 m và sóng UHF (Ultra High Frequency) (bước sóng cực ngắn) từ 10 cm đến 1m có thể truyền đến máy thu mà không bị phản xạ bởi tầng điện li. Chúng được sử dụng cho các đài phát thanh và truyền hình địa phương.

Sóng vi ba (bước sóng khoảng vài cm) được sử dụng cho viễn thông quốc tế và chuyển tiếp truyền hình qua vệ tinh thông tin và cho mạng điện thoại di động qua tháp vi ba.

➤ Tia Rơn ghen (tia X)

Tia X có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại (khoảng từ 30 pm đến 3 nm).

Nguồn phát tia X: tia X được tạo ra khi các electron chuyển động với tốc độ cao tới đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn trong ống tia X.

Hình 4. Khả năng xuyên thấu của tia X

Ứng dụng: chẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học; tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể; kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay,...

➤ Tia gamma (γ)

Tia gamma có bước sóng nhỏ nhất trong thang sóng điện từ, khoảng từ 10^-5 nm đến 0,1 nm.

Trong y học, tia gamma được dùng trong phẫu thuật, điều trị các bệnh liên quan đến khối u, dị dạng mạch máu, các bệnh chức năng của não. Trong công nghiệp, tia gamma giúp phát hiện các khuyết tật bằng hình ảnh rõ ràng với độ chính xác cao.

1. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên. Ánh sáng có bản chất là sóng điện từ.

2. Thang sóng điện từ cho biết dải bước sóng và dải tần số ứng với các loại bức xạ khác nhau.