Điện từ trường là gì? Tìm hiểu về sóng điện từ

Điện từ trường, sóng điện từ được nhắc đến rất nhiều trong môn học vật lý. Vậy cụ thể 2 khái niệm này là gì? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Điện từ trường

Các giả thuyết của Macxoen

Giả thuyết 1

• Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy.
• Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ.

Giả thuyết 2

• Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường biến thiên.
• Từ trường xoáy là từ trường mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức của điện trường.

Điện từ trường

• Điện trường và từ trường không tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trường biến thiên sẽ sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại.
• Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của điện từ trường.

Sự lan truyền tương tác điện từ

Tương tác điện từ được thực hiện thông qua điện từ trường phải tốn một khoảng thời gian. Thời gian này để truyền được từ một điểm đến điểm còn lại.

Sóng điện từ

Sóng điện từ

Sự hình thành sóng điện từ khi một điện tích điểm dao động điều hòa:

• Lấy 1 điểm O bất kỳ. Tại điểm O có điện tích điểm dao động điều hoà với tần số f theo phương thẳng đứng. Lúc này, điểm O sẽ xuất hiện điện trường biến thiên điều hoà với tần số f. Điện trường phát sinh từ trường biến thiên điều hoà với tần số f.
• Điện trường lan truyền trong không gian với dạng sóng. Đó chính là sóng điện từ.

Kết luận: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn.

Tính chất của sóng điện từ

• Sóng điện từ truyền được trong môi trường chân không. Vận tốc truyền sóng điện từ trong chân không lớn nhất. Chúng bằng với vận tốc ánh sáng v = c = 3.108 m/s.
• Sóng điện từ là sóng ngang. Tại 1 điểm sẽ vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
• Điện trường và từ trường tại một điểm luôn dao động cùng pha với nhau.

Sóng vô tuyến

Khái niệm sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến bản chất là sóng điện từ. Chúng có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến.

Công thức tính bước sóng vô tuyến

• Trong chân không: λ = với v = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không.
• Trong môi trường vật chất có chiết suất n thì λn = v.T. Trong đó v là tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n.

Phân loại sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến có 4 loại sóng như sau:

• Sóng dài
• Sóng trung
• Sóng ngắn
• Sóng cực ngắn

Đặc điểm của các loại sóng vô tuyến

• Sóng dài: Có năng lượng rất nhỏ, không truyền được đi xa. Sóng dài được dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất và trong nước. Bởi tính chất hấp thụ nước ít.
• Sóng trung: Ban ngày sóng trung bị tần điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa được. Ban đêm bị tần điện li phản xạ mạnh nên truyền được đi xa. Sóng trung thích hợp dùng trong thông tin liên lạc vào ban đêm.
• Sóng ngắn: Có năng lượng lớn, bị tần điện li và mặt đất phản xạ mạnh. Nên được sử dụng trong thông tin liên lạc trên mặt đất.
• Sóng cực ngắn: Có năng lượng rất lớn và không bị tần điện li phản xạ hay hấp thụ. Thích hợp dùng trong truyền thông tin trên vũ trụ.

Nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ

Các loại mạch dao động

• Mạch dao động kín: Mạch dao động kín là mạch dao động có điện từ trường không bức xạ ra bên ngoài.
• Mạch dao động hở: Mạch dao động hở là vùng không gian có điện trường và từ trường biến thiên được mở rộng. Chúng xuất hiện khi tách xa hai bản cực của tụ điện C, đồng thời tách các vòng dây của cuộn cảm.
• Anten: Là một dạng dao động hở, là công cụ bức xạ sóng điện từ.

Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

• Dùng sóng vô tuyến có bước sóng ngắn trong vùng giải sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến được dùng để tải thông tin là sóng mang. Sóng mang là sóng điện từ cao tần có bước sóng từ vài mét đến vài trăm mét.
• Phải biến điệu các sóng mang.
• Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa.
• Khi tín hiệu thu có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại.

Bài viết trên là những kiến thức liên quan đến điện từ trường mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Hy vọng nó sẽ hữu ích và cung cấp được cho bạn những thông tin cần thiết.