Đối với những người đam mê Vật lý, các sóng khác nhau và đặc điểm của chúng có thể rõ ràng như pha lê nhưng đối với những người khác, sự khác biệt giữa sóng cơ và sóng điện từ có thể không dễ dàng nắm bắt được. Tuy nhiên, hai loại sóng khác nhau theo một số cách mặc dù cả hai loại sóng này đều truyền năng lượng xung quanh chúng ta.
Sóng cơ so với sóng điện từ
Sự khác biệt giữa sóng cơ và sóng điện từ là sóng cơ không thể di chuyển mà không có môi trường trong khi sóng điện từ có thể truyền trong chân không với sự trợ giúp của bất kỳ phương tiện nào.
Một sự khác biệt rõ ràng khác giữa hai điều này là khoảng cách di chuyển của sóng cơ phụ thuộc vào độ đàn hồi của môi trường mà nó sử dụng trong khi các đặc tính của sóng điện từ phụ thuộc vào từ trường và điện trường tác dụng.
Hai loại sóng này cũng khác nhau về tốc độ của chúng. Sóng cơ truyền chậm hơn nhiều so với sóng điện truyền nhanh như ánh sáng. Ví dụ về sóng cơ học là sóng âm trong khi vi sóng và sóng vô tuyến là những ví dụ về sóng điện từ.
Bảng so sánh giữa sóng cơ và sóng điện từ (ở dạng bảng)
| Tham số so sánh | Sóng cơ học | Sóng điện từ |
|---|---|---|
| Trung bình | Không thể đi du lịch mà không có phương tiện | Có thể đi du lịch mà không cần phương tiện |
| Các yếu tố ảnh hưởng đến | Tính đàn hồi và quán tính | từ trường và điện trường |
| Tốc độ, vận tốc | Di chuyển với tốc độ của phương tiện | Di chuyển với tốc độ ánh sáng |
| Các loại | Ngang và dọc | Chỉ ngang |
| Các ví dụ | Sóng âm, sóng bề mặt | Sóng vi ba, sóng vô tuyến, v.v. |
Sóng cơ là gì?
Theo định nghĩa, sóng cơ là sóng là kết quả của vật chất dao động và chuyển động của chúng là cái mang sóng về phía trước. Điều này cũng có nghĩa là sóng cơ học luôn cần một môi trường để truyền và không thể truyền trong chân không.
Do đó, sóng cơ có thể chứa tốc độ giới hạn ở tốc độ của môi trường và chỉ có thể chuyển động theo hướng mà môi trường mang nó. Loại sóng này cũng cần một lượng năng lượng ban đầu để bắt đầu chuyển động.
Sóng cơ có thể có ba loại, sóng dọc, sóng ngang và sóng bề mặt. Sóng dọc được hình thành khi các phần tử của môi trường dao động song song với phương truyền của sóng.
Sóng ngang được hình thành khi các phần tử của sóng dao động vuông góc với phương chuyển động trong khi sóng bề mặt được hình thành khi sóng chuyển động tại mặt phân cách của hai phương tiện truyền thông. Một ví dụ về sóng trên bề mặt là những gợn sóng trong một vùng nước.
Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ là kết quả của quá trình gia tốc các hạt mang điện mà tập tác động đến các hạt khác xung quanh chúng. Trong trường điện từ, không có hạt nào dao động mà bản thân các photon truyền và tạo ra sóng. Trường điện từ dựa trên bốn định luật Maxwell.
Trường điện từ là kết quả của sự thay đổi điện trường và từ trường có hướng 90o với nhau. Phương của các trường này cũng vuông góc với phương truyền năng lượng và sóng.
Vì bức xạ điện từ không chứa các hạt và chỉ có điện trường và từ trường dao động nên chúng không cần bất kỳ môi trường nào để lan truyền. Do đó, chúng có thể di chuyển trong môi trường chân không. Tốc độ của sóng điện từ nhanh bằng tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ bị chi phối bởi các định luật điện động lực học lượng tử.
Nói cách khác, sóng điện từ được tạo ra từ các photon, là các hạt không tích điện có thể di chuyển với tốc độ ánh sáng. Các sóng này truyền năng lượng, động lượng và mômen động lượng ra xa nguồn.
Khi các photon này di chuyển ra khỏi nguồn mẹ của nó, nó không còn yêu cầu cung cấp năng lượng liên tục để giữ cho nó chuyển động và do đó tạo ra cái được gọi là trường xa. Trường xung quanh điện tích mẹ tạo ra sóng ngay từ đầu được gọi là trường gần.
Sự khác biệt chính giữa sóng cơ và sóng điện từ
Sự kết luận
Cả sóng cơ và sóng điện từ đều là nguồn truyền năng lượng từ nơi này đến nơi khác. Trong số các loại sóng khác nhau trong vật lý, hai loại sóng này được tìm thấy và thảo luận nhiều nhất.
Sự khác biệt chính giữa sóng cơ và sóng điện từ là sóng cơ không thể truyền đi mà không có môi trường và có thể có tốc độ giới hạn ở tốc độ của môi trường trong khi sóng điện từ có thể truyền trong chân không với sự trợ giúp của bất kỳ phương tiện nào và có thể truyền với tốc độ ánh sáng.
Sóng cơ học là sóng là kết quả của vật chất dao động và loại sóng này cũng cần một lượng năng lượng ban đầu để khởi động chuyển động trong khi sóng điện từ là kết quả của việc gia tốc các hạt mang điện tác động lên các hạt khác xung quanh chúng.
Sóng cơ có thể có ba loại, sóng dọc, sóng ngang và sóng bề mặt trong khi sóng điện từ chỉ có thể là sóng ngang. Ví dụ về sóng cơ học là gợn sóng trong một vùng nước trong khi sóng điện từ là sóng vi ba, sóng vô tuyến và tia tử ngoại.
Khoảng cách truyền đi của sóng cơ phụ thuộc vào độ đàn hồi và quán tính của môi trường mà nó sử dụng trong khi các đặc tính của sóng điện từ phụ thuộc vào từ trường và điện trường tác dụng. Sóng cơ học chỉ truyền năng lượng bên trong các hạt trong khi trường điện từ truyền năng lượng, động lượng và mômen động lượng.
