东方的启迪——中国传统艺术对世界绘画的影响

百度 项目通过提供系统的营养改善方案，直接营养干预，营养健康教育，成长监测评估，帮助中国贫困地区3-5岁儿童在成长关键期营养提供全方位的营养支持与健康教育，以改善他们的健康发育问题。

M? t? s? lan truy?n sóng ?i?n t? hình sin, phan c?c ph?ng (tuy?n tính) theo chi?u d??ng trên tr?c z trong kh?ng gian 3 chi?u, qua m?i tr??ng ??ng nh?t, ??ng h??ng và kh?ng phan tán, nh? chan kh?ng. Thành ph?n ?i?n tr??ng (bi?u di?n b?ng các m?i tên màu xanh) dao ??ng trên tr?c x còn thành ph?n t? tr??ng (các m?i tên màu ??) dao ??ng vu?ng góc, cùng pha v?i nó trên tr?c y. Có th? th?y sóng ?i?n t? là m?t sóng ngang.

B?c x? ?i?n t? (hay sóng ?i?n t?) là s? k?t h?p (nhan vector) c?a dao ??ng ?i?n tr??ng và t? tr??ng vu?ng góc v?i nhau, lan truy?n trong kh?ng gian nh? sóng. Sóng ?i?n t? c?ng b? l??ng t? hoá thành nh?ng "??t sóng" có tính ch?t nh? các h?t chuy?n ??ng g?i là photon.

Khi lan truy?n, sóng ?i?n t? mang theo n?ng l??ng, ??ng l??ng và th?ng tin. Sóng ?i?n t? v?i b??c sóng n?m trong kho?ng 380 nm và 760 nm có th? ???c quan sát b?ng m?t ng??i và g?i là ánh sáng. M?n v?t ly nghiên c?u sóng ?i?n t? là ?i?n ??ng l?c h?c, m?t chuyên ngành c?a ?i?n t? h?c.

Nhà toán h?c ng??i Scotland là James Clerk Maxwell (1831-1879) ?? m? r?ng các c?ng trình c?a Michael Faraday và nh?n th?y r?ng chính m?i liên h? kh?ng khít gi?a ?i?n và t? làm lo?i sóng này có th? t?n t?i. Nh?ng tính toán c?a ?ng ch?ng t? r?ng sóng ?i?n t? có th? truy?n v?i v?n t?c ánh sáng và ?i?u này khi?n cho ?ng ng? r?ng chính ánh sáng c?ng là m?t lo?i sóng ?i?n t?. N?m 1888, Heinrich Hertz ?? dùng ?i?n phát ra các sóng có tính ch?t gi?ng nh? ánh sáng và do ?ó ?? xác nh?n nh?ng y t??ng c?a Faraday và Maxwell.

M?i v?t th? ??u phát ra b?c x? ?i?n t?, do dao ??ng nhi?t c?a các phan t? hay nguyên t? ho?c các h?t c?u t?o nên chúng, v?i n?ng l??ng b?c x? và phan b? c??ng ?? b?c x? theo t?n s? ph? thu?c vào ? nhi?t ?? c?a v?t th?, g?n gi?ng b?c x? v?t ?en. S? b?c x? này l?y ?i nhi?t n?ng c?a v?t th?. Các v?t th? c?ng có th? h?p th? b?c x? phát ra t? v?t th? khác; và quá trình phát ra và h?p th? b?c x? là m?t trong các quá trình trao ??i nhi?t.

Phan lo?i

Bài chi ti?t: Ph? ?i?n t?

Sóng ?i?n t? ???c phan lo?i theo b??c sóng, t? dài ??n ng?n:

B?ng phan chia các b?c x? sóng ?i?n t?/ánh sáng

Tên	B??c sóng	T?n s? (Hz)	N?ng l??ng photon (eV)
Radio hay sóng v? tuy?n	1 mét - 100000 km	300 MHz - 3 Hz	12.4 feV - 1.24 meV
Vi ba	1 mm - 1 mét	300 GHz - 300 MHz	1.7 eV - 1.24 meV
Tia h?ng ngo?i	760 nm - 1 mm	430 THz - 300 GHz	1.24 meV - 1.7 eV
ánh sáng nhìn th?y	380 nm - 760 nm	790 THz - 430 THz	1.7 eV - 3.3 eV
Tia t? ngo?i	10 nm - 380 nm	30 PHz - 790 THz	3.3 eV - 124 eV
Tia X	0,01 nm - 10 nm	30 EHz - 30 PHz	124 eV - 124 keV
Tia gamma	≤ 0,01 nm	≥ 30 EHz	124 keV - 300+ GeV

Tính ch?t

• Trong sóng ?i?n t? thì dao ??ng c?a ?i?n tr??ng và c?a t? tr??ng t?i m?t ?i?m lu?n lu?n ??ng pha v?i nhau.
• Sóng ?i?n t? tuan theo các quy lu?t truy?n th?ng, ph?n x?, khúc x?.
• Sóng ?i?n t? tuan theo các quy lu?t giao thoa, nhi?u x?.
• Trong quá trình lan truy?n sóng ?i?n t? mang theo n?ng l??ng.

V?n t?c trong chan kh?ng

Trong chan kh?ng, các thí nghi?m ?? ch?ng t? các b?c x? ?i?n t? ?i v?i v?n t?c kh?ng thay ??i, th??ng ???c ky hi?u là c=299.792.458 m/s, th?m chí kh?ng ph? thu?c vào h? quy chi?u. Hi?n t??ng này ?? thay ??i nhi?u quan ?i?m v? c? h?c c? ?i?n c?a Isaac Newton và thúc ??y Albert Einstein tìm ra ly thuy?t t??ng ??i.

Sóng ngang

Sóng ?i?n t? là sóng ngang, ngh?a là nó là s? lan truy?n c?a các dao ??ng liên quan ??n tính ch?t có h??ng (c? th? là c??ng ?? ?i?n tr??ng và c??ng ?? t? tr??ng) c?a các ph?n t? mà h??ng dao ??ng vu?ng góc v?i h??ng lan truy?n sóng.

Nh? nhi?u sóng ngang, sóng ?i?n t? có hi?n t??ng phan c?c.

N?ng l??ng

N?ng l??ng c?a m?t h?t photon có b??c sóng λ là hc/λ, v?i h là h?ng s? Planck và c là v?n t?c ánh sáng trong chan kh?ng. Nh? v?y, b??c sóng càng dài thì n?ng l??ng photon càng nh?.

T??ng tác v?i v?t ch?t

Trong t??ng tác v?i các nguyên t?, phan t? và các h?t c? b?n, các tính ch?t sóng ?i?n t? ph? thu?c ít nhi?u vào b??c sóng (hay n?ng l??ng c?a các photon). D??i ?ay là m?t vài ví d?. Xin xem chi ti?t thêm ? các trang dành cho các lo?i sóng ?i?n t? riêng.

Radio

Radio có ít t??ng tác v?i v?t ch?t vì n?ng l??ng c?a photon nh?. Nó có th? ?i v??t qua kho?ng cách dài mà kh?ng m?t n?ng l??ng cho t??ng tác, do v?y ???c s? d?ng ?? truy?n th?ng tin, nh? trong k? thu?t truy?n thanh.

Khi thu n?p radio b?ng ?ng-ten, ng??i ta t?n d?ng t??ng tác gi?a ?i?n tr??ng c?a sóng v?i các v?t d?n ?i?n. Các dòng ?i?n s? dao ??ng qua l?i trong v?t d?n ?i?n d??i ?nh h??ng c?a dao ??ng ?i?n trong sóng radio.

Vi sóng

T?n s? dao ??ng c?a vi sóng trùng v?i t?n s? c?ng h??ng c?a nhi?u phan t? h?u c? có trong sinh v?t và trong th?c ?n. Do v?y vi sóng b? h?p th? m?nh b?i các phan t? h?u c? và làm chúng nóng lên khi n?ng l??ng sóng ???c chuy?n sang n?ng l??ng nhi?t c?a các phan t?. Tính ch?t này ???c s? d?ng ?? làm lò vi sóng.

?i?u này c?ng nói lên r?ng s? d?ng thi?t b? hay lò vi sóng thì c?n ??ng xa vùng có tác ??ng c?a sóng lúc phát sóng, c? 1 m tr? lên, vì các màn ch?n kh?ng ch?n h?t ???c sóng. Vi sóng d? tác ??ng lên m? c?a ta theo hai m?c ??:

• M?c nh? là làm bi?n tính m?t s? phan t? protein trong t? bào, t?c là gay sai l?ch m?t chút c?u trúc phan t?, nó kh?ng "ch?t" và v?n tham gia ???c vào ho?t ??ng s?ng c?a t? bào. N?u sai l?ch này x?y ra trong phan t? DNA là n?i ch?a m? di truy?n, thì g?i là bi?n d?, và quá trình phan bào sau ?ó s? cho ra lo?t các t? bào l?i di truy?n. Khi ?ó n?u h? b?ch huy?t kh?ng ?? m?nh ?? lo?i b? ???c nh?ng t? bào l?i này thì chúng phát tri?n thành ung th?.
• M?c n?ng là bi?n tính m?nh, phan t? kh?ng còn tham d? ???c vào ho?t ??ng s?ng. N?u l??ng phan t? b? bi?n tính l?n thì t? bào ch?t.

Khi có nhi?u t? bào ch?t thì ???c g?i là "b?ng vi sóng". S? t? bào ch?t n?m xen v?i t? bào s?ng, và gi?m d?n t? m?t da vào ??n b? dày da, c?a sóng 2450 MHz là ??n 17 mm. Hi?n t??ng này có th? x?y ra khi ??t laptop làm vi?c lên ?ùi, do quá g?n vi sóng d? do laptop phát ra. T?n th??ng vi sóng kh?ng hi?n ra thành vùng r? nh? b?ng nhi?t truy?n th?ng, và nhi?u ng??i kh?ng nh?n ra. Th?ng th??ng thì b?ch c?u d?n ???c các t? bào ch?t, nh?ng vi?c d?n các t? bào l?i di truy?n thì tùy thu?c vào kh? n?ng c?a h? th?ng b?ch huy?t c?a t?ng cá th?, ?? l?i nguy c? phát sinh ung th?.

ánh sáng

Các dao ??ng c?a ?i?n tr??ng trong ánh sáng tác ??ng m?nh ??n các t? bào c?m th? ánh sáng trong m?t ng??i. Có ba lo?i t? bào c?m th? ánh sáng trong m?t ng??i, c?m nh?n 3 vùng quang ph? khác nhau (t?c ba màu s?c khác nhau). S? k?t h?p cùng lúc 3 tín hi?u t? ba lo?i t? bào này t?o nên nh?ng ph? màu s?c phong phú. ?? t?o ra hình ?nh màu trên màn hình, ng??i ta c?ng s? d?ng ba lo?i ?èn phát sáng ? 3 vùng quang ph? nh?y c?m c?a ng??i.

Sóng v? tuy?n

Nh?ng sóng ?i?n t? có b??c sóng t? vài mét ??n vài km ???c dùng trong th?ng tin v? tuy?n nên g?i là các sóng v? tuy?n. Ng??i ta chia sóng v? tuy?n thành: sóng c?c ng?n, sóng ng?n, sóng trung và sóng dài.

Ly thuy?t

Ly thuy?t ?i?n t? c?a James Clerk Maxwell ?? gi?i thích s? xu?t hi?n c?a sóng ?i?n t? nh? sau. M?i ?i?n tích khi thay ??i v?n t?c (t?ng t?c hay gi?m t?c), ho?c m?i t? tr??ng bi?n ??i, ??u là ngu?n sinh ra các sóng ?i?n t?. Khi t? tr??ng hay ?i?n tr??ng bi?n ??i t?i m?t ?i?m trong kh?ng gian, theo h? ph??ng trình Maxwell, các t? tr??ng hay ?i?n tr??ng ? các ?i?m xung quanh c?ng b? bi?n ??i theo, và c? nh? th? s? bi?n ??i này lan to? ra xung quanh v?i v?n t?c ánh sáng.

Bi?u di?n toán h?c v? t? tr??ng và ?i?n tr??ng sinh ra t? m?t ngu?n bi?n ??i ch?a thêm các ph?n m? t? v? dao ??ng c?a ngu?n, nh?ng x?y ra sau m?t th?i gian ch?m h?n so v?i t?i ngu?n. ?ó chính là m? t? toán h?c c?a b?c x? ?i?n t?. Tuy trong các ph??ng trình Maxwell, b?c x? ?i?n t? hoàn toàn có tính ch?t sóng, ??c tr?ng b?i v?n t?c, b??c sóng (ho?c t?n s?), nh?ng nó c?ng có tính ch?t h?t, theo thuy?t l??ng t?, v?i n?ng l??ng liên h? v?i b??c sóng nh? ?? trình bày ? m?c các tính ch?t.

Ph??ng trình Maxwell

Có th? ch?ng minh dao ??ng ?i?n t? lan truy?n trong kh?ng gian d??i d?ng sóng b?ng các ph??ng trình Maxwell.

Xét tr??ng h?p ?i?n tr??ng và/ho?c t? tr??ng bi?n ??i trong chan kh?ng và kh?ng có dòng ?i?n hay ?i?n tích t? do trong kh?ng gian ?ang xét; 4 ph??ng trình Maxwell rút g?n thành:

$\nabla \cdot \mathbf {E} =0\qquad \qquad \qquad \ \ (1)$

$\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial }{\partial t}}\mathbf {B} \qquad \qquad (2)$

$\nabla \cdot \mathbf {B} =0\qquad \qquad \qquad \ \ (3)$

$\nabla \times \mathbf {B} =\mu _{0}\epsilon _{0}{\frac {\partial }{\partial t}}\mathbf {E} \qquad \ \ \ (4)$

Nghi?m t?m th??ng c?a h? ph??ng trình trên là:

$\mathbf {E} =\mathbf {B} =\mathbf {0}$,

?? tìm nghi?m kh?ng t?m th??ng, có th? s? d?ng ??ng th?c gi?i tích véc t?:

$\nabla \times \left(\nabla \times \mathbf {A} \right)=\nabla \left(\nabla \cdot \mathbf {A} \right)-\nabla ^{2}\mathbf {A}$

B?ng cách l?y r?ta hai v? c?a ph??ng trình (2):

$\nabla \times \left(\nabla \times \mathbf {E} \right)=\nabla \times \left(-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}\right)\qquad \qquad \qquad \quad \ \ \ (5)\,$

R?i ??n gi?n hóa v? trái (t?n d?ng ph??ng trình (1) trong quá trình ??n gi?n hóa):

$\nabla \times \left(\nabla \times \mathbf {E} \right)=\nabla \left(\nabla \cdot \mathbf {E} \right)-\nabla ^{2}\mathbf {E} =-\nabla ^{2}\mathbf {E} \qquad \quad \ (6)\,$

Và ??n gi?n hóa v? ph?i (t?n d?ng ph??ng trình (4) trong quá trình ??n gi?n hóa):

$\nabla \times \left(-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}\right)=-{\frac {\partial }{\partial t}}\left(\nabla \times \mathbf {B} \right)=-\mu _{0}\epsilon _{0}{\frac {\partial ^{2}}{\partial ^{2}t}}\mathbf {E} \qquad (7)$

Can b?ng 2 v? (6) và (7) ?? thu ???c ph??ng trình vi phan cho ?i?n tr??ng:

$\nabla ^{2}\mathbf {E} =\mu _{0}\epsilon _{0}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\mathbf {E}$

Có th? th?c hi?n các bi?n ??i t??ng t? nh? trên ?? thu ???c ph??ng trình vi phan v?i t? tr??ng:

$\nabla ^{2}\mathbf {B} =\mu _{0}\epsilon _{0}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\mathbf {B}$.

Hai ph??ng trình vi phan trên chính là các ph??ng trình sóng, d?ng t?ng quát:

$\nabla ^{2}f={\frac {1}{{c_{0}}^{2}}}{\frac {\partial ^{2}f}{\partial t^{2}}}\,$

v?i c₀ là t?c ?? lan truy?n c?a sóng và f miêu t? c??ng ?? dao ??ng c?a sóng theo th?i gian và v? trí trong kh?ng gian. Trong tr??ng h?p c?a các ph??ng trình sóng liên quan ??n ?i?n tr??ng và t? tr??ng nêu trên, ta th?y nghi?m c?a ph??ng trình th? hi?n ?i?n tr??ng và t? tr??ng s? bi?n ??i trong kh?ng gian và th?i gian nh? nh?ng sóng, v?i t?c ??:

$c_{0}={\frac {1}{\sqrt {\mu _{0}\epsilon _{0}}}}$

?ay chính là t?c ?? ánh sáng trong chan kh?ng. Nghi?m c?a ph??ng trình sóng cho ?i?n tr??ng là:

$\mathbf {E} =\mathbf {E} _{0}f\left({\hat {\mathbf {k} }}\cdot \mathbf {x} -c_{0}t\right)$

V?i E₀ là m?t h?ng s? véc t? ?óng vai trò nh? biên ?? c?a dao ??ng ?i?n tr??ng, f là hàm kh? vi b?c hai b?t k?, ${\hat {\mathbf {k} }}$ là véc t? ??n v? theo ph??ng lan truy?n c?a sóng, và x là t?a ?? c?a ?i?m ?ang xét. Tuy nghi?m này th?a m?n ph??ng trình sóng, ?? th?a m?n t?t c? các ph??ng trình Maxwell, c?n có thêm ràng bu?c:

$\nabla \cdot \mathbf {E} ={\hat {\mathbf {k} }}\cdot \mathbf {E} _{0}f'\left({\hat {\mathbf {k} }}\cdot \mathbf {x} -c_{0}t\right)=0$

$\mathbf {E} \cdot {\hat {\mathbf {k} }}=0\qquad \qquad \qquad \quad \ \ \ (8)\,$

$\nabla \times \mathbf {E} ={\hat {\mathbf {k} }}\times \mathbf {E} _{0}f'\left({\hat {\mathbf {k} }}\cdot \mathbf {x} -c_{0}t\right)=-{\frac {\partial }{\partial t}}\mathbf {B}$

$\mathbf {B} ={\frac {1}{c_{0}}}{\hat {\mathbf {k} }}\times \mathbf {E} \qquad \qquad \qquad \quad \ \ \ (9)\,$

M?t tr??ng h?p ??c bi?t c?a sóng ?i?n t? lan truy?n theo ph??ng z, g?i là sóng ph?ng ?i?u hòa v?i thành ph?n ?i?n tr??ng ch? dao ??ng theo ph??ng y, E = (0, A_ysin[k(z-c₀t)], 0), còn t? tr??ng ch? dao ??ng ?i?u hòa theo ph??ng x, B = (0, A_xsin[k(z-c₀t)], 0) = (0, [A_y/c]sin[k(z-c₀t)], 0).

(8) suy ra ?i?n tr??ng ph?i lu?n vu?ng góc v?i h??ng lan truy?n c?a sóng và (9) cho th?y t? tr??ng thì vu?ng góc v?i c? ?i?n tr??ng và h??ng lan truy?n; ??ng th?i E₀ = c₀ B₀. Nghi?m này c?a ph??ng trình Maxwell chính là sóng ?i?n t? ph?ng.

N?ng l??ng và xung l??ng

M?t ?? n?ng l??ng c?a tr??ng ?i?n t? nói chung:

u = (E.D + B.H)/2

Trong chan kh?ng:

u = (ε₀|E|² + μ₀|H|²)/2

V?i sóng ?i?n t? ph?ng tuan th? ph??ng trình (9) nêu trên, ta th?y n?ng l??ng ?i?n ?úng b?ng n?ng l??ng t?, và:

u = ε₀|E|² = μ₀|H|²

Xem thêm

• Ph??ng trình truy?n x?
• Ph? ?i?n t?
• Nguy hi?m c?a sóng ?i?n t?
• ánh sáng

Liên k?t ngoài

• Electromagnetic radiation (physics) t?i Encyclop?dia Britannica (ti?ng Anh)
• B?c x? t?i T? ?i?n bách khoa Vi?t Nam