Sóng điện từ là gì ? ? Các loại sóng điện từ và ứng dụng của sóng điện từ

Sóng điện từ là gì ?

20-08-2019 Nồi Hơi Đốt Củi

Sóng điện từ là gì ? Chào các bạn, trong bài viết hôm nay mình xin chia sẻ đến các bạn các kiến thức liên quan đến Vật Lý. Mà cụ thể đó là hiện tượng sóng điện từ, vì hầu hết chúng ta ai ai cũng đã từng tiếp xúc cũng như nghe nói đến chúng. Tuy nhiên lại ra ít người có thể nhận ra chúng chưa tìm hiểu về bản chất thực sự của chúng. Và đó cũng chính là mục đích mình muốn chia sẻ bài viết này đến các bạn để có thể giao lưu và cung cấp kiến thức về chủ đề này cho các bạn tham khảo.

Trong thời buổi phát triển của thế giới ngày ngày, chúng ta vẫn đang tiếp xúc với sóng điện từ. Nó xuất phát từ các loại sóng điện thoại, sóng vô tuyến, sóng radio,… Mỗi loại đó sẽ có những đặc điểm và tính chất khác nhau. Tuy nhiên chúng đều có chung bản chất là sóng điện từ, có khá nhiều ứng dụng liên quan đến chúng. Nổi bật nhất là các lĩnh vực truyền thông, liên lạc từ xa,…Vậy chúng ta cùng tìm hiểu sâu hơn về sóng điện từ các bạn nhé.

Sóng điện từ là gì ?

Sóng điện từ hay còn gọi là bức xạ điện từ đó là một sự kết hợp giữa dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau. Chúng sẽ lan truyền trong không gian như một loại sóng, và vì chúng là sóng nên chúng sẽ có tính chất hạt thường gọi là hạt “photon”. Trong quá trình lan truyền của sóng điện từ, chúng sẽ mang theo các thông tin, năng lượng và động lượng. Bước sóng của sóng điện từ sẽ rơi vào khoảng từ 400nm đến 700nm và chúng có thể được quan sát bằng mắt thường thông qua ánh sáng chúng phát ra.

Sóng điện là gì

                                                    Sóng điện là gì ?

Phân loại sóng điện từ:

Sóng điện từ sẽ có chung bản chất, tuy nhiên các yếu tố dùng để phân loại chúng sẽ là bước sóng, mức năng lượng kèm theo và tần số truyền đi của chúng. Ứng với mỗi bước sóng, tần số và mức năng lượng cụ thể chúng ta sẽ có một loại sóng khác nhau. Và vì thế ứng dụng của loại sóng đó trong thực tế là hoàn toàn khác nhau. Cụ thể chúng ta có 7 loại như sau:

  • Sóng Radio: có bước sóng là 1mm – 100000km, tần số là 300 MHz – 3 Hz, năng lượng mang theo là 12.4 feV – 1.24 meV.
  • Sóng Viba: có bước sóng là 1 mm – 1 m, tần số là 300 GHz – 300 MHz, năng lượng mang theo là 1.7 eV – 1.24 meV.
  • Tia hồng ngoại: có bước sóng là 700 nm – 1 mm, tần số là 430 THz – 300 GHz, năng lượng mang theo là 1.24 meV – 1.7 eV.
  • Ánh sáng có thể nhìn thấy bằng mắt thường: có bước sóng là 380 nm-700 nm, tần số là 790 THz – 430 THz, năng lượng mang theo là 1.7 eV – 3.3 eV.
  • Tia tử ngoại: có bước sóng là 10 nm – 380 nm, tần số là 30 PHz – 790 THz, năng lượng mang theo là 3.3 eV – 124 eV.
  • Tia X: có bước sóng là 0,01 nm – 10 nm, tần số là 30 EHz – 30 PHz, năng lượng mang theo là 124 eV – 124 keV.
  • Tia gamma: có bước sóng là ≤ 0,01 nm, tần số là ≥ 30 EHz, năng lượng mang theo là 124 keV – 300+ GeV.

Đặc điểm của từng loại sóng:

Trong quá trình tương tác giữa các phân tử, nguyên tử hay các hạt cơ bản. Các tính chất của sóng điện từ sẽ phụ thuộc ít hoặc nhiều tùy thuộc vào bước sóng của từng loại. Và dưới đây là một số dẫn chứng cụ thể:

Sóng Radio:

Sóng radio thường sẽ có ít tương tác với vật chất vì năng lượng của các photon rất nhỏ. Chính vì thế mà chúng có thể đi vượt qua khoảng cách dài mà không bị mất năng lượng cho tương tác, do vậy được sử dụng để truyền thông tin từ xa, như trong kỹ thuật truyền thanh, phát thanh.

Khi chúng ta thu nạp radio bằng ăng ten, ta tận dụng tương tác giữa điện trường của sóng với các vật dẫn điện. Các dòng điện sẽ dao động qua lại trong vật dẫn điện dưới ảnh hưởng của dao động điện trong sóng radio.

Sóng điện là gì

                                              Ứng dụng của sóng viba

Sóng viba:

Loại sóng này thường gặp nhất phải kể đến đó là trong ứng dụng lò vi sóng. Tần số dao động của lò vi sóng sẽ trùng với tần số cộng hưởng của nhiều phân tử hữu cơ và trong các loại thức ăn. Do vậy sóng trong vi sóng bị hấp thụ mạnh bởi các phân tử hữu cơ và làm chúng nóng lên, khi đó năng lượng sóng được chuyển sang năng lượng nhiệt của các phân tử. Mức độ ảnh hưởng của sóng viba trong lò vi sóng như sau:

  • Mức nhẹ: sóng sẽ làm biến tính một số phân tử protein trong tế bào, tức là gây sai lệch một chút cấu trúc phân tử, nó không chết và vẫn tham gia được vào hoạt động sống của tế bào. Nếu sai lệch này xảy ra trong phân tử ADN, hi đó nếu hệ bạch huyết không đủ mạnh để loại bỏ được những tế bào lỗi này thì chúng phát triển thành ung thư.
  • Mức nặng: sẽ biến tính mạnh, phân tử không còn tham dự được vào hoạt động sống. Nếu lượng phân tử bị biến tính lớn thì tế bào chết.

Chính vì tính chất của loại sóng viba này mình vừa kể trên mà chúng ta nên thận trọng trong việc dùng các loại thiết bị hay lò vi sóng. Vì các màng chắn sóng không thể chặn toàn bộ sóng phát ra nên việc cần làm là ta phải giữ khoảng cách so với lò vi sóng tối thiểu là 1m.

Tia hồng ngoại:

Tia hồng ngoại cũng là bức xạ điện từ và có bước sóng dài hơn sóng ánh sáng, ngắn hơn bước sóng của sóng viba. Cụm từ “Hồng ngoại” có nghĩa là bước sóng sẽ nằm dưới bước sóng của ánh sáng màu đỏ.

Trong y học và chữa trị, tia hồng ngoại thường dùng để điều trị bệnh. Giúp phá hủy các tế bào bị hỏng hay bị tổn thương. Ngoài ra nó còn có thể dùng để chuẩn đoán các loại bệnh.

Ánh sáng có thể nhìn thấy:

Về phần này thì mình không cần nói các bạn cũng có thể tự cảm nhận được đúng không nào. Sóng ánh sáng giúp ta nhận biết được màu sắc trong không gian. ánh sáng mặt trời khi qua lăng kính hay qua các màn hơi nước sau khi mưa cũng sẽ tạo thành vệt sáng 7 màu là cầu vòng.

Sóng điện là gì

                                                             Cầu vòng có ánh sáng 7 màu

Tia tử ngoại:

Tia tử ngoại là bức xạ có bước sóng từ 10-8m đến 10-7m và tần số từ 3000THz đến 3.1016Hz. Chúng được phát ra từ các nguồn có nhiệt độ cao trên 300°C, ánh sáng mặt trời hay trong các ứng dụng hồ quang điện và đèn thủy ngân.

Tia X:

Tia x cũng là một loại sóng điện từ thường dùng trong y học. Đặc biệt là các ứng dụng trị các tế bào ưng thư nông. Phá hủy các tế bào thừa như sẹo lòi, sẹo lỏm. Ngoài ra chúng còn được ứng dụng trong các lĩnh vực X quang, trong chấn thương chỉnh hình.

Tia gamma:

Tia gamma có bước sóng vào khoảng 10-14m đến 10-10m. Sự khác nhau giữa bức xạ gamma và tia X là ở nguồn gốc: bức xạ gamma phát ra từ trong hạt nhân nguyên tử, còn tia X sinh ra ở ngoài nhân.

Tính chất của sóng điện từ:

Có thể nói các loại sóng điện từ hiện nay sẽ có các đặc điểm chung như:

  • Chúng sẽ mang năng lượng khi truyền đi trong không gian.
  • Dao động điện trường và từ trường sẽ luôn đồng pha với nhau tại một điểm.
  • Vì là sóng nên sóng điện từ luôn tuân theo nguyên tắc phản xạ, khúc xạ và truyền theo phương thẳng.
  • Cũng sẽ tuân theo các quy luật giao thoa hay nhiễu xạ.

Vận tốc truyền sóng điện từ:

Trong quá trình truyền sóng đi trong không gian, thông thường sẽ bị cản bởi các vật chất có trong bầu khí quyển. Chính vì thế nếu ta muốn biết chính xác vận tốc sóng thì phải xét chúng trong môi trường chân không. Trong môi trường chân không, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng vận tốc của bức xạ điện từ hay sóng điện từ là không đổi. Và chúng sẽ có giá trị là c = 299.792.458 m.s, tương đương với vận tốc ánh sáng vì chúng về bản chất là một mà đúng không nào.

Sóng ngang là gì ?

Thực chất khái niệm sóng ngang là ám chỉ đến sóng điện từ và một số loại sóng khác có cùng bản chất. Chung quy lại một loại sóng được gọi là sóng ngang khi hướng trong quá trình lan truyền các dao động là không đổi ( tức cường độ điện trường và cường độ từ trường) vuông góc với phương truyền sóng.

Ứng dụng của sóng điện từ trong đo lường:

Trong các lĩnh vực đo lường công nghiệp sóng điện từ được dùng khá rộng rãi. Chúng được tích hợp trong các thiết bị các cảm biến đo mức dạng cao cấp nhất hiện nay. Có thể kể đến như cảm biến đo mức siêu âm hay cảm biến đo mức dạng radar. Đây là các dòng cảm biến có thể đo lường ở khoảng cách xa thông qua việc thu phát sóng. Hiện tai bên mình có cung cấp 2 dòng cảm biến này, các bạn có thể tham khảo các thông số như sau:

 

Cảm biến đo mức radar:

Sóng điện là gì

                                  cảm biến sóng radar

Các thông số kỹ thuật của cảm biến:

  • Model: các bạn có thể tùy chọn giữa các model GRLM 70- 00, GRLM 70- 10, GRLM 70- 11, GRLM 70- 12, GRLM 70- 13…GRLM 70- 35.
  • Chiều cao có thể đo: 1÷40m. Các bạn có thể tùy chọn theo nhu cầu riêng.
  • Sai số: 5mm với dãy đo 2m, 3mm với dãy đo 20m và 2mm với dãy đo 40m.
  • Nhiệt độ làm việc: ≤300°C
  • Áp suất làm việc: 100bar tại 85°C.
  • Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA. Có thể truyền đi xa mà không gây sai số.
  • Nguồn cấp: 18÷36VDC
  • Chất liệu cáp: INOX dạng xoắn chịu lực khi dùng trong chất rắn như đá, than.
  • Màn hình hiển thị: DM-70 có thể calib dễ dàng giá trị, dãy đo.

Cảm biến đo mức siêu âm:

  • Dùng để đo mức các bể chứa nước ngầm và bể chứa nước trên cao.
  • Dùng trong các bể chứa nước trong các trạm cung cấp nước như nhà máy nước.
  • Dùng để đo mức trong bồn chứa dầu và xăng.
  • Dùng để đo mức trong các bể chứa hóa chất như axit, bazơ, nước muối….

Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến đo mức siêu âm có nguyên lý hoạt động hiện đại nhất trong các dòng cảm biến đo mức hiện nay. Cụ thể là trong quá trình hoạt động thì cảm biến sẽ phát ra sóng điện từ lan truyền trong không gian bể chứa hay bồn chứa. Lúc này sống phát ra sẽ chạm vào bề mặt chất lỏng và phản xạ ngược lại cảm biến đo mức. Cảm biến sẽ được trang bị bộ phận xử lý tín hiệu thu về và bắt đầu tính toán. Dựa vào thời gian cũng như vận tốc thu phát sóng mà có thể tính toán ra được khoảng cách từ cảm biến cho tới mực nước một cách nhanh chóng và chính xác.

Sóng điện là gì

                Cảm biến đo mức dạng sóng siêu âm

Các thông số kỹ thuật:

Các bạn có thể tham khảo một số thông số kỹ thuật của cảm biến siêu âm tại đây.

  • Model: sản phẩm sẽ có model MWB1A
  • Xuất xứ : Hawk – USA (được sản xuất tại Australia)
  • Dãy đo: có thể tùy chọn 0-1m, 0-2m, 0-3m, 0-4m, 0-5m, 0-6m, 0-7m, 0-8m, 0-9m, 0-10m, 0-12m…40m
  • Đo được các chất lỏng như: nước, nước thải, dầu, nhớt,…
  • Vị trí lắp: trên đỉnh của tank, silo, hoặc điểm cao nhất của nơi cần đo.
  • Ngõ ra (Output): Có thể tùy chọn ngõ ra 4-20mA / 20-4mA / 4-20mA Hart.
  • Sai số: chỉ 0.25%
  • Độ phân giải: 1mm
  • Tần số phát: 50Khz
  • Nhiệt độ làm việc: -40÷60°C
  • Áp suất làm việc: -0.5÷3bar
  • Có màn hình hiển thị ngay trên cảm biến với hai dòng led, giúp dễ dàng cài đặt và hiệu chuẩn dãy đo.
  • Tiêu chuẩn bảo vệ: chống nước và chống bụi IP67.
  • Nguồn cấp: 7÷28 VDC
  • Độ phân giải của tín hiệu analog: 14 bit

Trên đây là các thông tin và kiến thức liên quan đến các loại sóng điện từ. Hy vọng sẽ có ích cho các bạn trong quá trình tìm hiểu và muốn trang bị. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn vui lòng liên hệ mình qua các thông tin sau:

Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF

Phone – Zalo: 0989825950 (Mr Quốc)

Email:  Christian.nguyen@Bff-tech.com

Website: https://congnghedoluong.com/

Sản phẩm liên quan

Đối tác

  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco
  • huphaco