7.2: Электромагнитный спектр

Электромагнитный спектр состоит из всех типов электромагнитного излучения, расположенных в соответствии с их частотой и длиной волны. Каждый из цветов видимого света имеет определенные частоты и длины волн, связанные с ними, и вы можете видеть, что видимый свет составляет лишь малую часть электромагнитного спектра. Поскольку технологии, разработанные для работы в различных частях электромагнитного спектра, отличаются из соображений удобства или по историческим причинам, для различных частей спектра обычно используются разные единицы. Например, радиоволны обычно указываются как частоты (обычно в МГц), тогда как видимая область обычно указывается в длинах волн (обычно в единицах нм или ангстремы).  

Рис. 1: Части электромагнитного спектра показаны в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волны.

К типам электромагнитных волн относятся радиоволны, микроволны, ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Радиоволны имеют самые длинные длины волн, самые низкие частоты и обладают наименьшим количеством энергии. Они используются в сотовых телефонах, радио- и телевещании, управлении воздушным движением и т. д.

Микроволны имеют более короткие длины волн по сравнению с радиоволнами. Они поглощаются водой и используются для нагрева и приготовления пищи.  

Далее идет инфракрасное излучение, излучаемое теплыми объектами. Например, Земля поглощает лучистую энергию от солнца и излучает инфракрасное излучение. Часть инфракрасного излучения поглощается и повторно испускается атмосферой для поддержания средней температуры Земли через парниковый эффект. Очки ночного видения распознают инфракрасные излучения, излучаемыми нашими телами.

Видимый свет — это лишь небольшая часть электромагнитных излучений, от 740 до 390 нм.  Глаза человека могут видеть только этот небольшой диапазон длин волн. Видимый свет в основном состоит из семи цветовых компонентов, включая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.  

Ультрафиолетовое излучение имеет длину волны от 400 до 10 нм. Солнечный свет является наиболее известным источником ультрафиолетового излучения. Он обладает достаточной энергией, которая при чрезмерном воздействии вызывает ожоги.

Рентгеновское излучение может проходить через многие вещества, что делает его важным инструментом визуализации. Стоматологи используют рентгеновские снимки для диагностики, а служба безопасности аэропорта использует их для визуализации компонентов в чемодане.

Гамма-лучи имеют меньшие длины волн, высокие частоты и энергии. Гамма-лучи высвобождаются в результате ядерных реакций и естественных радиоактивных элементов.

Рентгеновские лучи и гамма-лучи являются наиболее энергетическими формами электромагнитного излучения. Их высокие энергии могут ионизировать атомы и молекулы. Ионизирующее излучение может вызвать постоянные изменения или повреждения биологических молекул. Они используются для уничтожения раковых клеток.   

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 6.1: Электромагнитная энергия.