Sóng điện từ
[a] là sóng dọc hoặc sóng ngang.
[b] là điện từ trường lan truyền trong không gian.
[c] có thành phần điện trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương.
[d] không truyền được trong chân không.
[e] khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ, khúc xạ.
[f] có dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn cùng pha với nhau.
Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Hiện nay có rất nhiều công nghệ sử dụng sóng điện từ để kết nối và truyền tải dữ liệu. Chúng ta đã quá quen thuộc với những khái niệm như: sóng điện từ, sóng vô tuyến, sóng radio,… nhưng trên thực tế để hiểu rõ bản chất của các loại sóng này là một vấn đề không hề đơn giản. Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm, đặc điểm và nguyên tắc truyền thông tin của sóng điện từ nhé!
Một ví dụ ta có thể thấy rõ nhất của việc ứng dụng sóng điện từ đó chính là các máy bộ đàm. Hay đơn giản, khi bạn vào nhà đóng một khóa điện, dòng điện chạy qua một tim đèn, làm nóng sợi tim và đèn phát ra ánh sáng, ánh sáng ta thấy được chính là sóng điện từ trường. Ta có thể sử dụng sóng điện từ trường hay theo cách gọi quen thuộc là sóng điện từ để truyền đi xa các tín hiệu. Sóng điện từ chính là các dao động lặp đi lặp lại và ngày một lan ra xa.
Đặc điểm sóng điện từ:
- Lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không. Là sóng duy nhất lan truyền được trong chân không
- Sóng điện từ là sóng ngang nghĩa là nó là sựlan truyềncủa các dao động liên quan đến tính chất có hướng [cụ thể làcường độ điện trường vàcường độ từ trường] của các phần tử mà hướng dao độngvuông gócvới hướng lan truyền sóng.
- Tốc độ lan truyền sóng điện từ trong chân không là lớn nhất và bằng c = 3.108m/s.
- Luôn tạo thành một tam diện thuận
- Dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.
- Sóng điện từ cũng có các tính chất của sóng cơ như: Phản xạ, khúc xạ, giao thoa, ... Và cũng tuân theo các quy luật truyền thẳng, giao thoa, khúc xạ,...
- Sóng điện từ mang năng lượng. Năng lượngcủa một hạtphotoncóbước sóngλ làhc/λ, vớihlà hằng số Planck vàclà vận tốc ánh sáng trong chân không. Như vậy, bước sóng càng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.
- Phổ sóng rộng
- Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc được gọi là sóng vô tuyến
Nguyên tắc truyền thông tin bằng sóng điện từ:
- Biến điệu âm thanh hay hình ảnh muốn truyền đi thành dao động điện [tín hiệu âm tần].
AM: Biến điệu biên độ
FM: Biến điệu tần số
- Dùng sóng ngang [sóng cao tần]
- Tách sóng: tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần
- Khuếch đại tín hiệu khi tín hiệu được thu có cường độ nhỏ
Mạch LC là mạch dao động kín: điện từ trường hầu như không bức xạ ra bên ngoài vì thế không phát sóng điện từ
Mạch dao động hở: khi bán cực của tụ bị lệch làm cho vùng không gian có điện từ trường biến thiên mở rộng khiến có sóng điện từ phát ra.
Xem thêm:
- Những vấn đề cơ bản về sóng vô tuyến
- Khái niệm, tính chất và ứng dụng của vi sóng
- Những hiểu biết cơ bản về sóng điện thoại di động
- Ứng dụng của sóng điện từ: sóng radio
- Phân loại sóng điện từ
Trên đây là một số chia sẻ về sóng điện từ, một loại sóng được sử dụng khá nhiều để truyền dữ liệu. Cần thêm thông tin gì các bạn cứ liên hệ BKAII nhé.
"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"
Câu hỏi: Sóng điện từ là sóng gì? Tính chất đặc điểm bước sóng điện từ?
Trả lời:
Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn trong không gian theo thời gian.
Tính chất của sóng điện từ
- Sóng điện từ truyền được trong các môi trường vật chất vàcả trong chân không. Vận tốc truyền sóng điện từ trong chân không lớn nhất, và bằng vận tốc ánh sáng v = c = 3.108m/s.
-Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kỳ trên phương truyền, vectơ , vectơ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
-Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường tại một điểm luôn dao động cùng pha với nhau.
-Sóng điện từ có tính chất giống sóng cơ học: phản xạ, có thể khúc xạ và giao thoa được với nhau.
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về Sóng điện từ nhé!
Đặc điểm chung của sóng điện từ
Khả năng lan truyền trong các môi trường
- Sóng điện từ có thể lan truyền trong cả 4 môi trường rắn, lỏng, khí và cả chân không. Đây chính là loại sóng duy nhất có khả năng truyền trong chân không. Trong mỗi môi trường, sóng điện từ sẽ có tốc độ khác nhau. Trong đó, vận tốc di chuyển của loại sóng này trong môi trường chân không là lớn nhất. Vận tốc di chuyển trong chân không của bức xạ điện từ được xác định là một hằng số không thay đổi và không phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
c = 299.792.458 m/s
Cơ chế lan truyền trong không gian của sóng điện từSở hữu các tính chất cơ bản của sóng cơ
Sóng điện từ có tất cả các đặc điểm và tính chất của các loại sóng cơ như phản xạ, khúc xạ và cả giao thoa. Sở hữu các tính chất này đồng nghĩa với việc sóng điện từ cũng tuân theo các quy luật cơ bản của sóng cơ.
Sóng điện từ là một sóng ngang
Vì đặc điểm này mà sóng điện từ có đầy đủ các tính chất của sóng ngang cũng như có xảy ra hiện tượng phân cực
Sóng điện từ là một sóng ngang và có đầy đủ đặc điểm và tính chất của một sóng ngang
Năng lượng của sóng điện từ
Năng lượng của một hạt photon sóng điện từ phụ thuộc độ lớn bước sóng của nó. Bước sóng càng dài thì năng lượng của hạt photon càng nhỏ.
Sóng điện từ bao gồm những loại nào?
Có nhiều cách để phân chia các loại sóng điện từ, theo độ dài bước sóng và những ứng dụng trong đời sống.
Phân loại sóng điện từ dựa trên độ dài của bước sóng
Tên sóng |
Độ dài bước sóng |
Năng lượng |
Tính chất |
Ứng dụng |
| Sóng cực ngắn | 1 – 10 m | Sở hữu lượng năng lượng rất lớn | Không bị hấp thụ hay phản xạ bởi tầng điện li | Ứng dụng trong ngành thiên văn học, phục vụ nghiên cứu vũ trụ |
| Sóng ngắn | 10 – 100 m | Sở hữu lượng năng lượng lớn | Bị phản xạ nhiều lần ở tầng điện li và mặt đất | Ứng dụng trong ngành truyền thanh, truyền hình |
| Sóng trung | 100 – 1000 m | Sở hữu lượng năng lượng trung bình |
Bị tầng điện li hấp thụ mạnh vào ban ngày Không bị hấp thụ vào ban đêm |
Ứng dụng trong ngành thông tin liên lạc vào ban đêm |
| Sóng dài | > 1000 m | Sở hữu lưỡng năng lượng tương đối thấp |
Bị các vật thể trên bề mặt đất hấp thụ mạnh Gần như không bị hấp thụ trong môi trường nước |
Ứng dụng trong liên lạc, truyền tải thông tin dưới biển như giữa các tàu ngầm với nhau |
Phân loại các sóng điện từ dựa trên ứng dụng
Ngoài cách phân loại bằng độ dài bước sóng, ta còn có thể chia sóng điện từ thành 7 loại sóng thông dụng dựa trên ứng dụng và các đặc điểm của chúng. 7 loại sóng điện từ sẽ được liệt kê đầy đủ ở bảng dưới:
Tên sóng |
Độ dài bước sóng |
Tần số |
Năng lượng sóng |
| Sóng Radio | 1 mm – 100000 km | 300 MHz – 3 Hz | 12.4 feV – 1.24 meV |
| Sóng Vi Ba | 1 mm – 1 m | 300 GHz – 300 MHz | 1.7 eV – 1.24 meV |
| Tia hồng ngoại | 700 nm – 1 mm | 430 THz – 300 GHz | 1.24 meV – 1.7 eV |
| Ánh sáng | 380 nm – 700 nm | 790 THz – 430 THz | 1.7 eV – 3.3 eV |
| Tia tử ngoại | 10 nm – 380 nm | 30 PHz – 790 THz | 3.3 eV – 124 keV |
| Tia X | 0.01 nm – 10 nm | 30 EHz – 30 PHz | 124 eV – 124 keV |
| Tia gamma | ≤ 0,01 nm | 30 EHz | 124 keV –300 GeV |
Các nguyên tắc khi truyền sóng điện từ
Khi tiến hành truyền sóng điện từ, bạn cần phải đảm bảo được những nguyên tắc dưới đây để có được một đường trường khỏe và ổn định:
-Để có thể truyền tải âm thanh và hình ảnh với khoảng cách xa hơn và chất lượng cao hơn, chúng ta cần phải biến điệu sóng điện từ thành các dao động điện hay còn được gọi là tín hiệu âm tần. Có hai loại biến điệu là biến điệu biên độ [AM] và biến điệu tần số [FM].
-Sử dụng sóng cao tần hay sóng ngang để truyền đi
-Cần phải tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần để việc lan truyền có được hiệu quả cao hơn
-Đối với những tín hiệu có cường độ nhỏ, cần phải khuếch đại tín hiệu.
Ứng dụng của sóng điện từ
-Sóng điện từ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, đặc biệt là lĩnh vực đo lường. Bức xạ điện từ thường được tích hợp trong các thiết bị hay cảm biến đo lường có độ nhạy cao nhất trên thị trường. Ta có thể liệt kê các thiết bị như cảm biến đo mức siêu âm hay cảm biến đo mức dạng radar được sử dụng để đo lường ở khoảng cách xa thông qua việc thu và phát các sóng điện từ.
-Các ứng dụng trong đời sống của sóng điện từ
Ngoài ra các loại sóng điện từ khác nhau cũng có những ứng dụng trong cách lĩnh vực khác nhau như:
+ Sóng Vi Ba
Sóng vi ba hay còn gọi là vi sóng để sử dụng để làm nóng các loại thức ăn trong lò vi sóng. Ngoài ra, nhờ tính chất không dễ bị gây nhiễu, sóng Vi Ba còn được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực liên lạc vũ trụ. Các hoạt động truyền tin không dây phổ biến như mạng không dây [wireless LAN], bluetooth hay truyền hình cáp cũng ứng dụng sóng Vi Ba.
+Tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y học. Tia này được sử dụng để chẩn đoán một số loại bệnh và loại bỏ các mô tế bào bị thương. Một số bệnh có thể chữa bằng tia hồng ngoại có thể kể tới như các bệnh liên quan tới cơ, xương khớp. Ngoài ra tia hồng ngoại còn có khả năng giảm đau, tan máu bầm khi được chiếu vào miệng vết thương.
Ngoài ra tia hồng ngoại còn được sử dụng để phát hiện chuyển động trong chuông báo cháy và các loại máy ảnh điện tử.
+Sóng radio
Đây là loại sóng điện từ phổ biến nhất và được ứng dụng chủ yếu trong lực vực thông tin truyền thông, truyền tín hiệu và thu phát internet không dây [wifi].
+Ứng dụng của sóng radio trong công nghệ không dây
Ngoài ra, sóng radio còn được ứng dụng trong lĩnh vực sấy khô giúp tiêu diệt các loại sâu bọ, tăng cường khả năng bảo quản của loại hạt khô. Trong y học, sóng radio còn sử dụng để điều trị các loại bệnh như điều trị hen, viêm amidan, tiêu diệt các tế bào ung thư gan, viễn thị, …