Mục lục
Bức xạ điện từ là gì?
Bức xạ điện từ là năng lượng lan truyền trong không gian dưới dạng điện trường và từ trường biến thiên.
Trong chân không, mọi loại bức xạ điện từ đều truyền với tốc độ:
c = 299.792.458 m/s
hay gần:
300.000 km/s
Điều này đúng với cả ánh sáng nhìn thấy, sóng radio, tia X và tia gamma.
Phổ điện từ
Toàn bộ các loại bức xạ điện từ tạo thành phổ điện từ.
Theo thứ tự từ bước sóng dài, tần số thấp đến bước sóng ngắn, tần số cao:
Sóng vô tuyến
Có bước sóng dài và năng lượng photon thấp.
Ứng dụng:
- Phát thanh.
- Truyền hình.
- Liên lạc vô tuyến.
Vi sóng
Được sử dụng trong:
- Wi-Fi.
- Radar.
- Liên lạc vệ tinh.
- Lò vi sóng.
Hồng ngoại
Các vật thể ở nhiệt độ thông thường phát ra nhiều bức xạ hồng ngoại.
Ứng dụng:
- Camera nhiệt.
- Điều khiển từ xa.
- Kính thiên văn hồng ngoại.
Ánh sáng khả kiến
Đây là phần rất nhỏ của phổ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy:
Đỏ → Cam → Vàng → Lục → Lam → Tím
Tia tử ngoại
Tia tử ngoại (UV) có năng lượng cao hơn ánh sáng khả kiến.
Mặt Trời là một nguồn UV quan trọng. Một phần tia UV tham gia vào quá trình tổng hợp vitamin D, nhưng tiếp xúc quá mức có thể gây tổn thương da và mắt.
Tia X
Tia X có năng lượng cao và khả năng xuyên qua nhiều loại vật chất.
Chúng được sử dụng trong:
- Chụp X-quang.
- CT.
- Kiểm tra vật liệu.
- Thiên văn học năng lượng cao.
Tia gamma
Tia gamma nằm ở vùng năng lượng cao nhất của phổ điện từ.
Chúng có thể được tạo ra trong:
- Phản ứng hạt nhân.
- Phân rã phóng xạ.
- Các hiện tượng thiên văn năng lượng cực cao.
Bước sóng, tần số và năng lượng liên hệ thế nào?
Bước sóng và tần số có quan hệ ngược nhau:
Bước sóng càng dài → Tần số càng thấp
Bước sóng càng ngắn → Tần số càng cao
Năng lượng của photon lại tăng theo tần số.
Vì vậy:
Sóng radio → bước sóng dài, năng lượng thấp
Tia gamma → bước sóng ngắn, năng lượng cao
Đây là lý do tia X và tia gamma có thể gây ion hóa vật chất, trong khi sóng radio thông thường không có đủ năng lượng photon để làm điều đó.
Vì sao mắt chỉ nhìn thấy một phần phổ điện từ?
Mắt người chỉ tiến hóa để nhận biết một khoảng bước sóng rất nhỏ gọi là ánh sáng khả kiến.
Nhưng xung quanh chúng ta vẫn tồn tại:
- Sóng radio.
- Vi sóng.
- Hồng ngoại.
- Tử ngoại.
- Tia X.
- Tia gamma.
Chúng ta không nhìn thấy chúng bằng mắt nhưng có thể phát hiện bằng các thiết bị chuyên dụng.
Bức xạ điện từ quan trọng thế nào?
Bức xạ điện từ là nền tảng của rất nhiều công nghệ hiện đại:
- Wi-Fi và mạng di động.
- GPS và vệ tinh.
- Camera nhiệt.
- Điều khiển từ xa.
- Chụp X-quang và CT.
- Kính thiên văn.
- Pin Mặt Trời.
Trong thiên văn học, quan sát nhiều vùng khác nhau của phổ điện từ còn giúp chúng ta nhìn thấy những khía cạnh hoàn toàn khác nhau của cùng một thiên thể.
🌈 Ánh sáng mắt người nhìn thấy chỉ là một lát cắt nhỏ của một "đại dương" bức xạ rộng lớn. Radio, Wi-Fi, hồng ngoại, ánh sáng, tia X và tia gamma không phải những hiện tượng riêng biệt, mà đều là những dạng khác nhau của cùng một bức xạ điện từ.
Ảnh: Getty Images
