Điện từ trường và sự lan truyền sóng điện từ

Khi từ trường biến thiên theo thời gian, trong vùng không gian xung quanh xuất hiện điện trường xoáy. Đường sức của điện trường này là những đường cong kín; cuộn dây chỉ là phương tiện giúp nhận biết nó qua dòng điện cảm ứng. Theo chiều ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian cũng sinh ra từ trường. Chẳng hạn, trong khoảng giữa hai bản tụ đang tích hoặc phóng điện, điện trường biến thiên và xung quanh xuất hiện từ trường. Hai trường biến thiên cùng tồn tại và liên hệ chặt chẽ tạo thành **điện từ trường**. Không nên hiểu điện trường và từ trường là hai phần tách rời rồi chỉ đặt cạnh nhau; sự biến thiên của trường này liên quan đến sự xuất hiện của trường kia.

Điện trường biến thiên tạo ra từ trường biến thiên ở vùng lân cận; từ trường biến thiên lại liên hệ với điện trường biến thiên ở vùng tiếp theo. Quá trình điện từ trường lan truyền trong không gian gọi là **sóng điện từ**. Trong mô hình sóng điện từ phẳng: - $\vec E$ vuông góc $\vec B$. - Cả $\vec E$ và $\vec B$ đều vuông góc với phương truyền sóng, nên sóng điện từ là sóng ngang. - $E$ và $B$ biến thiên cùng pha tại một điểm. - Sóng mang năng lượng và truyền được trong chân không. Những quan hệ vuông góc trên được dùng cho mô hình sóng phẳng đang xét; không khái quát máy móc thành mọi điện từ trường.

Trong chân không, mọi sóng điện từ truyền với tốc độ: $$c\approx3{,}0\times10^8\ \mathrm{m/s}.$$ Bước sóng $\lambda$, tần số $f$ và chu kì $T$ liên hệ bởi: $$c=\lambda f,\qquad \lambda=cT.$$ Vì $c$ không đổi trong chân không, tần số càng lớn thì bước sóng càng nhỏ. Trong môi trường vật chất, tốc độ truyền có thể khác $c$. Không nhầm tốc độ lan truyền của sóng với tốc độ chuyển động có hướng của điện tích trong anten.