Năng lượng sóng, cường độ sóng và sóng điện từ

Sóng truyền năng lượng. Để so sánh sóng "mạnh" hay "yếu" tại một chỗ, ta dùng

Năng lượng sóng tới một bề mặt diện tích $S$ vuông góc phương truyền trong thời gian $t$ là $E=I\,S\,t$.

Nguồn điểm công suất $P$ phát sóng đều mọi hướng (không hấp thụ). Cách nguồn $r$, năng lượng trải đều trên mặt cầu diện tích $S=4\pi r^2$:

Gấp đôi khoảng cách, cường độ còn một phần tư. Cường độ tỉ lệ với bình phương biên độ, $I\propto A^2$, nên

$$\dfrac{A_2}{A_1}=\sqrt{\dfrac{I_2}{I_1}}=\dfrac{r_1}{r_2}:\quad\text{biên độ giảm theo }\dfrac1r.$$

Với sóng tròn trên mặt nước, năng lượng trải trên chu vi $2\pi r$ nên $I\propto\dfrac1r$ và biên độ giảm theo $\dfrac1{\sqrt r}$: một con sóng lan ra ngày càng thấp.

Những tính chất cần nhớ:

• Truyền được trong chân không và trong các môi trường vật chất; trong chân không có tốc độ lớn nhất, $c\approx3\cdot10^8\,\text{m/s}$.
• Là sóng ngang: vectơ cường độ điện trường $\vec E$, cảm ứng từ $\vec B$ và vectơ vận tốc truyền sóng $\vec v$ đôi một vuông góc; $\vec E$ và $\vec B$ dao động cùng pha và cùng tần số.
• Mang năng lượng; có phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ như mọi sóng.
• Bước sóng và tần số: $c=\lambda f$ (chân không). Khi sang môi trường khác $f$ giữ nguyên, $v<c$ nên $\lambda$ ngắn đi.

Sắp theo bước sóng giảm dần (tần số tăng dần):

Các mốc chia vùng ở đây chỉ gần đúng, các vùng kề nhau chồng lên nhau một phần và mỗi sách giáo khoa có thể ghi mốc hơi khác; đề thi sẽ ghi sẵn mốc cần dùng. Ánh sáng nhìn thấy chỉ là một dải rất hẹp, từ đỏ ($\approx760$ nm) qua cam, vàng, lục, lam, chàm đến tím ($\approx380$ nm).

• $I=\dfrac PS$; nguồn điểm $I=\dfrac{P}{4\pi r^2}$; $I\propto A^2$, $A\propto\dfrac1r$.
• Sóng điện từ: ngang, $\vec E\perp\vec B\perp\vec v$, $E$ và $B$ cùng pha, truyền được trong chân không với $c\approx3\cdot10^8$ m/s.
• $c=\lambda f$; thang sóng theo tần số tăng: vô tuyến, hồng ngoại, nhìn thấy ($380\ldots760$ nm), tử ngoại, X, gamma.