BÀI GIẢNG SÓNG ĐIỆN TỪ
6.4 Sóng điện từ
Hệ quả quan trọng nhất của sự cảm ứng là sự tồn tại của sóng điện từ. Trong khi
sóng hấp dẫn sẽ gồm không gì hơn là một sự gợn lăn tăn của các trường hấp dẫn,
thì nguyên lí cảm ứng cho chúng ta biết rằng có thể không thể có sóng điện thuần
túy hay sóng từ thuần túy. Thay vì vậy, chúng ta có các sóng trong đó có cả điện
trường và từ trường, giống như sóng sin biểu diễn trên hình bên dưới. Maxwell đã
chứng minh rằng các sóng như thế là hệ quả của các phương trình của ông, và nhận
được tính chất của chúng bằng toán học. Việc thiết lập nằm ngoài khuôn khổ toán
học của cuốn sách này, nên chúng ta sẽ chỉ phát biểu các kết quả.

s/ Một sóng điện từ
Một sóng điện từ kiểu sin có dạng hình học biểu diễn trên hình s. Các trường E và
B vuông góc với hướng chuyển động, và đồng thời vuông góc với nhau. Nếu bạn
nhìn dọc theo hướng chuyển động của sóng, vectơ B luôn luôn lệch 90 độ theo
chiều kim đồng hồ so với vectơ E. Độ lớn của hai trường liên hệ với nhau bởi
phương trình |E| = c |B|.
Sóng điện từ được tạo ra như thế nào ? Nó có thể được phát ra, chẳng hạn, bởi một
electron đang quay xung quanh một nguyên tử hoặc bởi các dòng điện chạy tới lui
trong một ănten phát sóng. Nói chung, bất kì điện tích đang gia tốc nào cũng sẽ tạo
ra một sóng điện từ, mặc dù chỉ có dòng điện biến thiên dạng sin theo thời gian
mới tạo ra sóng dạng sin. Một khi phát sinh, sóng lan tỏa trong không gian mà
không cần điện tích hay dòng điện để tiếp tục lan tỏa. Khi điện trường dao động tới
lui, nó cảm ứng ra từ trường, và từ trường dao động lại tạo ra điện trường. Toàn bộ
dạng sóng truyền trong không gian trống rỗng ở tốc độ c = 3 x 10
8
m/s, tốc độ này
liên hệ

Sự phân cực
Hai sóng điện từ truyền cùng chiều nhau trong không gian có thể không giống

học nhất bằng cách nhận ra mối quan hệ lôgic giữa bước sóng và tính chất của
sóng mà bạn đã quen thuộc. Sóng vô tuyến có bước sóng có thể sánh với kích
thước của các ănten vô tuyến, tức là từ hàng mét tới hàng chục mét.

Vi sóng được gọi tên như thế vì chúng có bước sóng ngắn hơn nhiều so với sóng
vô tuyến; khi thực phẩm nấu không đều trong lò vi sóng, khoảng cách nhỏ giữa các
điểm nóng và lạnh bằng một nửa bước sóng của sóng dừng mà lò vi sóng tạo ra.
Sóng hồng ngoại, khả kiến, và tử ngoại hiển nhiên có bước sóng ngắn hơn nhiều,
vì nếu không thì bản chất sóng của ánh sáng sẽ rõ ràng trước con người như bản
chất sóng của sóng đại dương. Để nhớ tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều nằm ở