Sóng điện từ là gì? Sóng điện từ được hình thành như thế nào?

Sóng điện từ là gì ? Sóng điện từ được hình thành như thế nào ?

Điện hoàn toàn có thể là tĩnh, giống như thứ giữ một quả bóng bay vào tường hoặc làm cho tóc bạn dựng đứng. Từ tính cũng hoàn toàn có thể tĩnh như nam châm hút tủ lạnh. Nhưng khi chúng đổi khác hoặc hoạt động cùng nhau, chúng tạo ra sóng – sóng điện từ. Một đứa trẻ dựng tóc gáy vì tĩnh điện. Một cái nam châm từ. Sóng điện từ được hình thành khi một điện trường ( được trình diễn bằng những mũi tên màu xanh lam ) tích hợp với một từ trường ( được bộc lộ bằng những mũi tên màu đỏ ). Từ trường và điện trường của sóng điện từ vuông góc với nhau và theo phương của sóng.

Luật sư tư vấn luật qua điện thoại trực tuyến miễn phí: 1900.6568

1. Sóng điện từ là gì?

Ánh sáng được tạo ra từ những gói nguồn năng lượng rời rạc gọi là photon. Các photon mang động lượng, không có khối lượng và vận động và di chuyển với vận tốc ánh sáng. Tất cả ánh sáng đều có đặc thù dạng hạt và dạng sóng. Cách một thiết bị được phong cách thiết kế để cảm nhận ánh sáng ảnh hưởng tác động đến những đặc tính này được quan sát thấy. Một công cụ làm nhiễu xạ ánh sáng thành quang phổ để nghiên cứu và phân tích là một ví dụ về việc quan sát đặc thù giống sóng của ánh sáng. Bản chất giống như hạt của ánh sáng được quan sát bởi những máy dò được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số — những photon riêng không liên quan gì đến nhau giải phóng những điện tử được sử dụng để phát hiện và tàng trữ tài liệu hình ảnh. Năng lượng, một thước đo năng lực thao tác, có nhiều dạng và hoàn toàn có thể quy đổi từ dạng này sang dạng khác. Ví dụ về nguồn năng lượng dự trữ hoặc tiềm năng gồm có pin và nước sau đập. Các vật trong hoạt động là ví dụ về động năng. Các hạt tích điện — ví dụ điển hình như electron và proton — tạo ra trường điện từ khi chúng hoạt động, và những trường này vận chuyển loại nguồn năng lượng mà tất cả chúng ta gọi là bức xạ điện từ, hay ánh sáng. Sóng điện từ còn được gọi là sóng EM. Bức xạ điện từ gồm có những sóng điện từ được tạo ra khi có điện trường tiếp xúc với từ trường. Cũng hoàn toàn có thể nói sóng điện từ là thành phần cấu trúc nên xê dịch của điện trường và từ trường. Sóng điện từ là nghiệm của phương trình Maxwell, là phương trình cơ bản của điện động lực học. Sóng điện từ hay sóng EM là sóng được tạo ra do xê dịch giữa điện trường và từ trường. Nói cách khác, sóng EM được cấu trúc bởi từ trường và điện trường giao động. Điện hoàn toàn có thể ở dạng tĩnh, giống như nguồn năng lượng hoàn toàn có thể làm cho tóc bạn dựng đứng. Từ tính cũng hoàn toàn có thể ở dạng tĩnh, giống như nam châm từ trong tủ lạnh. Một từ trường biến hóa sẽ tạo ra một điện trường biến hóa và ngược lại — cả hai link với nhau. Những trường biến hóa này tạo thành sóng điện từ. Sóng điện từ khác với sóng cơ học ở chỗ chúng không cần môi trường tự nhiên để truyền. Điều này có nghĩa là sóng điện từ không chỉ hoàn toàn có thể truyền qua không khí và những vật tư rắn, mà còn truyền qua chân không của khoảng trống. Vào những năm 1860 và 1870, một nhà khoa học người Scotland tên là James Clerk Maxwell đã tăng trưởng một triết lý khoa học để lý giải sóng điện từ. Ông nhận thấy rằng điện trường và từ trường hoàn toàn có thể phối hợp với nhau để tạo thành sóng điện từ. Ông đã tóm tắt mối quan hệ này giữa điện và từ thành cái mà thời nay được gọi là “ Phương trình Maxwell ”.

Biểu đồ của điện trường được biểu diễn dưới dạng sóng hình sin với các mũi tên màu đỏ bên dưới các đường cong và từ trường được biểu diễn dưới dạng sóng hình sin với các mũi tên màu xanh lam vuông góc với điện trường.
Heinrich Hertz, một nhà vật lý người Đức, đã áp dụng lý thuyết của Maxwell vào việc sản xuất và thu nhận sóng vô tuyến. Đơn vị tần số của sóng vô tuyến – một chu kỳ trên giây – được đặt tên là hertz, để vinh danh Heinrich Hertz.

Thí nghiệm của ông với sóng vô tuyến đã giải quyết được hai vấn đề. Đầu tiên, ông đã chứng minh bằng cụ thể, điều mà Maxwell chỉ đưa ra lý thuyết – rằng vận tốc của sóng vô tuyến bằng vận tốc của ánh sáng! Điều này đã chứng minh rằng sóng vô tuyến là một dạng ánh sáng! Thứ hai, Hertz đã tìm ra cách làm cho điện trường và từ trường tự tách ra khỏi dây dẫn và tự do như sóng Maxwell – sóng điện từ.

Xem thêm: Quy định về tài sản hình thành trong tương lai theo BLDS 2015

Sóng điện từ có tên gọi trong tiếng Anh là: “Electromagnetic Wave”, viết tắt là EM

2. Sóng điện từ được hình thành như thế nào?

Phổ điện từ, hàng loạt sự phân bổ của bức xạ điện từ theo tần số hoặc bước sóng. Mặc dù toàn bộ những sóng điện từ truyền đi với vận tốc ánh sáng trong chân không, nhưng chúng truyền đi ở một khoanh vùng phạm vi rộng của tần số, bước sóng và nguồn năng lượng photon. Phổ điện từ gồm có khoảng chừng của toàn bộ những bức xạ điện từ và gồm có nhiều tiểu khu, thường được gọi là những phần, ví dụ điển hình như ánh sáng nhìn thấy hoặc bức xạ tử ngoại. Các phần khác nhau mang những tên khác nhau dựa trên sự độc lạ về hành vi trong quy trình phát xạ, truyền và hấp thụ những sóng tương ứng và cũng dựa trên những ứng dụng thực tiễn khác nhau của chúng. Không có ranh giới đúng mực được đồng ý giữa bất kể phần tiếp giáp nào, vì thế những khoanh vùng phạm vi có khuynh hướng chồng chéo lên nhau. Toàn bộ phổ điện từ, từ tần số thấp nhất đến tần số cao nhất ( bước sóng dài nhất đến ngắn nhất ), gồm có toàn bộ những sóng vô tuyến ( ví dụ : đài phát thanh và truyền hình thương mại, vi sóng, ra đa ), bức xạ hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, bức xạ tử ngoại, tia X, và tia gam ma. Gần như tổng thể những tần số và bước sóng của bức xạ điện từ đều hoàn toàn có thể được sử dụng cho quang phổ. Sóng cơ và sóng điện từ là hai cách quan trọng mà nguồn năng lượng được luân chuyển trong quốc tế xung quanh tất cả chúng ta. Sóng trong nước và sóng âm trong không khí là hai ví dụ về sóng cơ học. Sóng cơ học được gây ra bởi sự trộn lẫn hoặc rung động trong vật chất, dù là chất rắn, khí, lỏng hay plasma. Vật chất mà sóng truyền qua được gọi là thiên nhiên và môi trường. Sóng nước được hình thành do xê dịch trong chất lỏng và sóng âm được hình thành do giao động trong chất khí ( không khí ). Những sóng cơ học này truyền qua một thiên nhiên và môi trường bằng cách khiến những phân tử va vào nhau, giống như những quân cờ domino rơi xuống truyền nguồn năng lượng từ thiên nhiên và môi trường này sang môi trường tự nhiên khác. Sóng âm không hề truyền trong chân không của khoảng trống vì không có thiên nhiên và môi trường để truyền những sóng cơ học này.

Nói chung, điện trường được tạo ra bởi một hạt mang điện. Một lực do điện trường này tác dụng lên các hạt mang điện khác. Các điện tích dương gia tốc theo hướng của trường và các điện tích âm tăng tốc theo hướng ngược với hướng của trường.
Từ trường được tạo ra bởi một hạt mang điện chuyển động. Một lực do từ trường này tác dụng lên các hạt chuyển động khác. Lực tác dụng lên các điện tích này luôn vuông góc với phương của vận tốc và do đó chỉ làm thay đổi hướng của vận tốc chứ không làm thay đổi vận tốc.
Vì vậy, trường điện từ được tạo ra bởi một hạt mang điện gia tốc. Sóng điện từ không là gì khác ngoài điện trường và từ trường truyền trong không gian tự do với tốc độ ánh sáng c. Hạt mang điện tăng tốc là khi hạt mang điện dao động điều hòa về vị trí cân bằng. Nếu tần số dao động của hạt mang điện là f thì nó tạo ra sóng điện từ có tần số f. Bước sóng λ của sóng này được cho bởi λ = c / f. Sóng điện từ truyền năng lượng trong không gian.

Sóng điện từ được màn biểu diễn bằng đồ thị hình sin. Nó gồm có điện trường và từ trường biến thiên theo thời hạn, vuông góc với nhau và cũng vuông góc với phương truyền sóng. Sóng điện từ có thực chất là sóng ngang. Điểm cao nhất của sóng được gọi là đỉnh trong khi điểm thấp nhất được gọi là đáy. Trong chân không, sóng truyền với tốc độ không đổi 3 x 108 m. s-1.

Sóng điện từ được hình thành khi có điện trường tiếp xúc với từ trường. Do đó chúng được gọi là sóng “điện từ”. Điện trường và từ trường của sóng điện từ vuông góc (vuông góc) với nhau. Chúng cũng vuông góc với phương của sóng EM.

Sóng EM truyền với tốc độ không đổi 3,00 x 108 ms-1 trong chân không. Chúng không bị lệch hướng bởi điện trường cũng như từ trường. Tuy nhiên, chúng có năng lực hiển thị giao thoa hoặc nhiễu xạ. Sóng điện từ hoàn toàn có thể truyền qua bất kỳ thứ gì – hoàn toàn có thể là không khí, vật tư rắn hoặc chân không. Nó không cần phương tiện đi lại để truyền hoặc vận động và di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Mặt khác, sóng cơ học ( giống như sóng âm thanh hoặc sóng nước ), cần một phương tiện đi lại để truyền đi. Sóng EM là sóng ‘ ngang ’. Điều này có nghĩa là chúng được đo bằng biên độ ( độ cao ) và bước sóng ( khoảng cách giữa những điểm trên cao nhất / thấp nhất của hai sóng liên tục ) .

Xem thêm: Điều kiện hình thành và phát triển của văn minh Hy Lạp – La mã thời cổ trung đại

Điểm cao nhất của sóng được gọi là ‘ đỉnh ’, trong khi điểm thấp nhất được gọi là ‘ đáy ’. Sóng điện từ hoàn toàn có thể được tách thành một loạt những tần số. Đây được gọi là phổ điện từ. Ví dụ về sóng EM là sóng vô tuyến, vi sóng, sóng hồng ngoại, tia X, tia gamma, v.v.

Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Phương pháp học tập