Bài 2. Sóng dọc và sóng ngang

I. Sóng dọc

1. Mô tả sóng dọc

Hình 1. Sự lan truyền dao động của sóng dọc trên một lò xo

Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc.

Chất rắn, chất lỏng, chất khí đều có thể có sự lan truyền dao động của các phần tử môi trường theo kiểu sóng dọc.

2. Sóng âm

Hình 2. Các lớp không khí nén - dãn lan truyền tạo thành sóng âm

Âm thanh truyền trong không khí là một ví dụ về sóng dọc. Nguồn âm dao động làm các phân tử không khí dao động theo phương truyền âm, các phân tử không khí dao động lệch pha nhau tạo nên các lớp không khí nén, dãn. Các nén, dãn này truyền đi tạo thành sóng âm theo mọi hướng trong không khí. Khi sóng âm truyền đến tai người làm cho màng nhĩ dao động, ta nghe được âm thanh.

II. Sóng ngang

1. Mô tả sóng ngang

Hình 3. Sự lan truyền dao động của sóng ngang

Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

Có thể dễ dàng quan sát được sóng ngang trên sợi dây đàn hồi, tấm kim loại mỏng,... Sóng nước cũng là một sóng ngang thường gặp.

Ánh sáng, sóng vô tuyến,... là các sóng ngang được lan truyền không phải do dao động của các phần tử môi trường, do đó cần sử dụng mô hình điểm sóng để mô tả về các sóng này.

2. Sóng điện từ

Hình 4. Sự lan truyền điện từ trường trong không gian

Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian. Trong quá trình truyền sóng, cường độ điện trường và cường độ từ trường biến thiên theo các phương vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền của sóng. Do đó, sóng điện từ là sóng ngang.

Sóng điện từ có thể truyền qua cả chân không. Trong chân không, sóng điện từ truyền với tốc độ ánh sáng, tức là xấp xỉ 300 000 km/s.

Sóng điện từ bao gồm một dải rộng tần số (hoặc bước sóng), gọi là thang sóng điện từ.

Hình 5. Thang sóng điện từ

Mắt người quan sát được các bức xạ có tần số từ khoảng 4.10¹⁴ đến 8.10¹⁴ Hz nên các bức xạ thuộc miền này được gọi là ánh sáng nhìn thấy.

Ranh giới giữa các miền không quá rõ ràng, thậm chí miền tia X và miền tử ngoại còn chồng lên nhau. Để phân biệt loại bức xạ ở miền trùng nhau này, người ta cần xét đến nguồn phát ra bức xạ đó.

1. Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

2. Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

3. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

4. Sóng điện từ truyền trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng c = 3.10⁸ m/s.

5. Thang sóng điện từ được chia thành các vùng gồm: sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tử ngoại, tia X, tia gamma.