Sóng điện từ truyền được trong môi trường nào?



Sóng điện từ, hay còn gọi là bức xạ điện từ là một khái niệm quen thuộc trong vật lý. Cùng tìm hiểu các đặc điểm chính của loại sóng này cũng như môi trường nào cho phép sóng điện từ truyền thông tin. Sóng điện từ truyền được trong môi trường nào?

Sóng điện từ là gì?

Sóng điện từ, hay có tên gọi khác là bức xạ điện từ, là sự kết hợp giữa dao động điện trường với từ trường vuông góc và có khả năng lan truyền trong không gian như sóng. Một định nghĩa khác về sóng điện từ là quá trình điện từ trường biến thiên tuần hoàn truyền đi trong không gian theo thời gian.

Gắn liền với khái niệm sóng điện từ là khái niệm về hạt photon: loại hạt cơ bản, là hạt lượng tử của trường điện từ và mọi dạng bức xạ điện từ, ngoài ra, photon cũng đóng vai trò là hạt tải lực của lực điện từ.

Khi lan truyền trong không gian, sóng điện từ có thể mang theo năng lượng, thông tin và động lượng. Mọi vật thể đều có thể phát ra sóng điện từ bằng cách dao động nhiệt các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên chúng, trong đó, năng lượng bức xạ và cường độ bức xạ hụ thuộc vào nhiệt độ của vật thể. Bên cạnh đó, các vật thể cũng có thể hấp thụ bức xạ từ vật thể khác, gọi là quá trình trao đổi nhiệt.

Sóng điện từ được phân loại thành 7 loại, tùy theo bước sóng từ dài đến ngắn. Đó là: sóng radio, vi ba, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma.

Sóng điện từ là loại sóng phổ biến, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Tính chất của sóng điện từ

Sóng điện từ có một số tính chất đặc biệt sau:

  • Vận tốc không thay đổi trong môi trường chân không

Trong môi trường chân không (không gian không chứa vật chất, có thể tích, khối lượng và áp suất bằng 0), các bức xạ điện từ có vận tốc không thay đổi là c = 299.792.458 m/s và di chuyển không phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

  • Sóng điện từ là sóng ngang

Sóng điện từ là sự lan truyền của cường độ điện trường và cường độ từ trường của phân tử theo hướng dao động vuông góc với hướng lan truyền, nghĩa là sóng điện từ là sóng ngang và có hiện tượng phân cực.

  • Năng lượng tùy thuộc vào bước sóng

Bước sóng càng ngắn thì năng lượng photon càng lớn.

  • Trong tương tác với vật chất, tính chất sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng

Ví dụ radio có bước sóng là 1mm – 100000km, ít tương tác với vật chất và không bị mất năng lượng cho tương tác, do đó được sử dụng để truyền thông tin phát thanh.

Hay vi sóng có bước sóng là 1mm – 1m, tần số dao động trùng với tần số cộng hưởng của phân tử hữu cơ, có khả năng làm các phân tử đó nóng lên, do đó được sử dụng để làm lò vi sóng.

  • Có tính chất của sóng cơ học

Sóng điện từ là một dạng của sóng cơ học, nên cũng có tính chất của sóng như có thể phản xạ, khúc xạ hay giao thoa với nhau.

Sóng điện từ truyền được trong môi trường nào?

Sóng điện từ có thể lan truyền được trong nhiều môi trường như rắn, lỏng, khí và cả chân không. Trong đó, vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường chân không là lớn nhất và không đổi, bằng với vận tốc ánh sáng.

Sóng điện từ truyền tốt nhất trong môi trường chân không

Ngoài ra, bức xạ điện từ cũng có thể truyền trong điện môi, với tốc độ nhỏ hơn 3.10^8 m/s và tốc độ này phụ thuộc vào hằng số điện môi của môi trường đó.

Về câu hỏi sóng điện từ nào truyền thông tin trong nước thì trước hết ta cần phân biệt được các loại sóng điện từ dùng trong truyền thông vô tuyến. Đó là sóng cực ngắn (bước sóng từ 1-10m), sóng ngắn (bước sóng từ 10 -100m), sóng trung (bước sóng từ 100m – 1km) và sóng dài (bước sóng từ 1km – 10km). Trong cái loại sóng trên thì sóng dài có năng lượng nhỏ nên không thể truyền xa được, nhưng bù lại, loại sóng này lại ít bị nước hấp thụ nên được sử dụng để truyền thông tin trong nước.

Như vậy, sóng điện từ có thể truyền trong đa dạng các môi trường như rắn, lỏng, khí và chân không. Loại sóng dùng để truyền thông tin trong nước là sóng vô tuyến dài.

5 (100%) 1 vote