Az elektromágneses spektrum

Az elektromágneses spektrum az elektromágneses sugárzás frekvenciáinak (spektrumának) tartománya és a hozzájuk tartozó hullámhosszok és fotonenergiák.
Nézd meg ezt a NASA által készített klassz videót, amely elmagyarázza az egészet!
Az elektromágneses spektrum az egy hertz alatti és 1025 hertz feletti frekvenciájú elektromágneses hullámokat foglalja magában, ami több ezer kilométeres hullámhossznak felel meg, egészen az atommag méretének töredékéig. Ezt a frekvenciatartományt külön sávokra osztják, és az egyes frekvenciasávokon belüli elektromágneses hullámokat különböző nevekkel illetik; a spektrum alacsony frekvenciájú (hosszú hullámhosszú) végétől kezdve ezek a következők: rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös, látható fény, ultraibolya, röntgensugárzás, a magas frekvenciájú (rövid hullámhosszú) végétől pedig gammasugárzás. Az e sávok mindegyikében található elektromágneses hullámok különböző tulajdonságokkal rendelkeznek, például a keletkezésük módját, az anyaggal való kölcsönhatásukat és a gyakorlati alkalmazásukat illetően. A hosszú hullámhossz határát maga a világegyetem mérete jelenti, míg a rövid hullámhossz határát a Planck-hossz közelében vélik felfedezni. A gamma-, a röntgen- és a magas ultraibolya-sugárzást ionizáló sugárzásnak minősítik, mivel fotonjaik elég energiával rendelkeznek ahhoz, hogy ionizálják az atomokat, és kémiai reakciókat idézzenek elő. Az ezeknek a sugaraknak való kitettség egészségügyi kockázatot jelenthet, sugárbetegséget, DNS-károsodást és rákot okozva. A látható fény hullámhosszú és alacsonyabb hullámhosszú sugárzást nem ionizáló sugárzásnak nevezzük, mivel ezek nem okozhatnak ilyen hatásokat.
A fenti frekvenciasávok többségében a spektroszkópia nevű technikával fizikailag szét lehet választani a különböző frekvenciájú hullámokat, és egy spektrumot lehet készíteni, amely megmutatja az alkotó frekvenciákat. A spektroszkópiát az elektromágneses hullámok és az anyag kölcsönhatásainak tanulmányozására használják. Az egyéb technológiai felhasználásokat az elektromágneses sugárzásnál ismertetjük.
Az elektromágneses spektrum felfedezésének története
A történelem nagy részében a látható fény volt az elektromágneses spektrum egyetlen ismert része. Az ókori görögök felismerték, hogy a fény egyenes vonalban terjed, és tanulmányozták néhány tulajdonságát, köztük a visszaverődést és a fénytörést. A fény tanulmányozása folytatódott, és a 16. és 17. században egymásnak ellentmondó elméletek a fényt hullámnak vagy részecskének tekintették.
A látható fénytől eltérő elektromágneses sugárzás első felfedezése 1800-ban történt, amikor William Herschel felfedezte az infravörös sugárzást. A különböző színek hőmérsékletét tanulmányozta úgy, hogy egy hőmérőt mozgatott a prizma által megosztott fényen keresztül. Észrevette, hogy a legmagasabb hőmérséklet a vörösön túl van. Elmélete szerint ez a hőmérsékletváltozás a “kalóriasugaraknak” köszönhető, amelyek a fénysugarak egy olyan fajtája, amelyet nem lehet látni.
A következő évben Johann Ritter, aki a spektrum másik végén dolgozott, észrevette az általa “kémiai sugaraknak” (láthatatlan fénysugarak, amelyek bizonyos kémiai reakciókat indukálnak) nevezett sugarakat. Ezek a látható ibolyántúli fénysugarakhoz hasonlóan viselkedtek, de a spektrumban túl voltak rajtuk. Később ultraibolya sugárzásnak nevezték át őket.
Az elektromágneses sugárzást először 1845-ben kapcsolták össze az elektromágnesességgel, amikor Michael Faraday észrevette, hogy az átlátszó anyagon áthaladó fény polarizációja mágneses térre reagál (lásd Faraday-effektus). Az 1860-as években James Maxwell négy parciális differenciálegyenletet dolgozott ki az elektromágneses mezőre. Ezen egyenletek közül kettő megjósolta a hullámok lehetőségét és viselkedését a mezőben. Elemezve ezeknek az elméleti hullámoknak a sebességét, Maxwell rájött, hogy olyan sebességgel kell haladniuk, amely körülbelül az ismert fénysebességnek felel meg. Ez a megdöbbentő értékbeli egybeesés vezette Maxwellt arra a következtetésre, hogy maga a fény is egyfajta elektromágneses hullám.
Maxwell egyenletei az elektromágneses hullámok végtelen számú frekvenciáját jósolták meg, amelyek mind a fény sebességével haladnak. Ez volt az első utalás a teljes elektromágneses spektrum létezésére.
Maxwell megjósolt hullámai között az infravöröshöz képest nagyon alacsony frekvenciájú hullámok is szerepeltek, amelyeket elméletileg egy bizonyos típusú közönséges elektromos áramkörben rezgő töltések hozhatnak létre. Megkísérelve bizonyítani Maxwell egyenleteit és kimutatni az ilyen alacsony frekvenciájú elektromágneses sugárzást, Heinrich Hertz fizikus 1886-ban megépített egy olyan készüléket, amellyel a ma rádióhullámoknak nevezett hullámokat tudta létrehozni és kimutatni. Hertz megtalálta a hullámokat, és képes volt arra következtetni (a hullámhosszuk mérésével és a frekvenciájukkal való megszorzásával), hogy azok fénysebességgel terjednek. Hertz azt is kimutatta, hogy az új sugárzás a fényhez hasonlóan visszaverődik és megtörik különböző dielektromos közegeken. Hertz például képes volt fókuszálni a hullámokat egy fa gyantából készült lencsével. Egy későbbi kísérletében Hertz hasonló módon állította elő és mérte meg a mikrohullámok tulajdonságait. Ezek az új típusú hullámok megnyitották az utat az olyan találmányok előtt, mint a vezeték nélküli távíró és a rádió. 1895-ben Wilhelm Röntgen egy új típusú sugárzást figyelt meg, amelyet egy nagyfeszültség alá helyezett kiürített csővel végzett kísérlet során bocsátott ki. Ezeket a sugárzásokat röntgensugárzásnak nevezte el, és megállapította, hogy képesek áthaladni az emberi test egyes részein, de a sűrűbb anyag, például a csontok visszaverik vagy megállítják őket. Rövidesen számos felhasználási lehetőséget találtak számukra az orvostudományban.
A gamma-sugarak felfedezésével az elektromágneses spektrum utolsó része is kiteljesedett. 1900-ban Paul Villard a rádium radioaktív sugárzását tanulmányozta, amikor egy új típusú sugárzást azonosított, amelyről először azt gondolta, hogy az ismert alfa- és béta-részecskékhez hasonló részecskékből áll, de sokkal átütőbb erejű, mint bármelyik. 1910-ben azonban William Henry Bragg brit fizikus kimutatta, hogy a gamma-sugárzás elektromágneses sugárzás, nem pedig részecskék. 1914-ben Ernest Rutherford (aki 1903-ban gamma-sugárzásnak nevezte el őket, amikor rájött, hogy alapvetően különböznek a töltött alfa- és béta-részecskéktől) és Edward Andrade megmérte a hullámhosszukat, és megállapította, hogy a gamma-sugárzás a röntgensugárzáshoz hasonló, de rövidebb hullámhosszú és magasabb frekvenciájú.
A spektrum tartománya
Az elektromágneses hullámokat jellemzően a következő három fizikai tulajdonság valamelyikével írják le: f frekvencia, λ hullámhossz vagy E fotonenergia. A csillagászatban megfigyelt frekvenciák a 2,4×1023 Hz-től (1 GeV gammasugárzás) egészen az ionizált csillagközi közeg helyi plazmafrekvenciájáig (~1 kHz) terjednek. A hullámhossz fordítottan arányos a hullámfrekvenciával, így a gammasugarak hullámhossza nagyon rövid, az atomok méretének töredéke, míg a spektrum másik végén a hullámhossz olyan hosszú lehet, mint a világegyetem. A fotonok energiája egyenesen arányos a hullámfrekvenciával, így a gammasugarak fotonjai rendelkeznek a legnagyobb energiával (körülbelül egymilliárd elektronvolt), míg a rádióhullámok fotonjai nagyon kis energiájúak (körülbelül egy femtoelektronvolt).
Amikor az elektromágneses hullámok anyagot tartalmazó közegben vannak, a hullámhosszuk csökken. Az elektromágneses sugárzás hullámhosszát, függetlenül attól, hogy milyen közegben halad át, általában a vákuum hullámhosszára vonatkoztatva adják meg, bár ezt nem mindig jelzik kifejezetten.
Az elektromágneses sugárzást hullámhossz szerint általában rádióhullám, mikrohullám, terahertzes (vagy milliméter alatti) sugárzás, infravörös, a látható tartomány, amelyet fényként érzékelünk, ultraibolya, röntgensugárzás és gammasugárzás szerint osztályozzák. Az EM-sugárzás viselkedése a hullámhosszától függ. Amikor az EM-sugárzás kölcsönhatásba lép az egyes atomokkal és molekulákkal, viselkedése attól is függ, hogy egy kvantumra (fotonra) mennyi energiát hordoz.
A spektroszkópia az EM spektrumnak a 400 nm és 700 nm közötti látható tartománynál sokkal szélesebb tartományát képes érzékelni. Egy közönséges laboratóriumi spektroszkóp 2 nm és 2500 nm közötti hullámhosszakat képes érzékelni. Tárgyak, gázok vagy akár csillagok fizikai tulajdonságairól részletes információk nyerhetők ilyen típusú eszközökkel. A spektroszkópokat széles körben használják az asztrofizikában. Például sok hidrogénatom olyan rádióhullámú fotont bocsát ki, amelynek hullámhossza 21,12 cm. Emellett 30 Hz-es és az alatti frekvenciák is előállíthatók és fontosak bizonyos csillagködök tanulmányozásában, és asztrofizikai forrásokból már 2,9×1027 Hz-es frekvenciákat is kimutattak.

A sugárzás típusai
A határok
Az elektromágneses spektrum régióinak (vagy sávjainak vagy típusainak) tárgyalása az alábbiakban található. Megjegyezzük, hogy az elektromágneses spektrum sávjai között nincsenek pontosan meghatározott határok; inkább egymásba folynak, mint a szivárvány sávjai (ami a látható fény részspektrumát jelenti). Az egyes frekvenciák és hullámhosszak (vagy sávok) sugárzása az őket határoló két spektrumterület tulajdonságainak keverékével rendelkezik. A vörös fény például abban hasonlít az infravörös sugárzásra, hogy képes gerjeszteni és energiát adni bizonyos kémiai kötésekhez, és valóban ezt kell tennie a fotoszintézisért és a látórendszer működéséért felelős kémiai mechanizmusok működtetéséhez

A spektrum területei
Az elektromágneses sugárzás típusait nagyjából a következő osztályokba soroljuk:
– Gamma-sugárzás
– Röntgensugárzás
– Ultraibolya sugárzás
– Látható sugárzás
– Infravörös sugárzás
– Terahertzes sugárzás
– Mikrohullámú sugárzás
– Rádióhullámok
A spektrum azon régiója, ahová egy adott megfigyelt elektromágneses sugárzás esik, a vonatkoztatási keret függvénye (a fény Doppler-eltolódása miatt), így az EM-sugárzás, amelyről egy megfigyelő azt mondaná, hogy a spektrum egy régiójába tartozik, egy olyan megfigyelő számára, aki az elsőhöz képest a fénysebesség jelentős hányadával mozog, a spektrum egy másik részébe tartozhat. Vegyük például a kozmikus mikrohullámú hátteret. Ezt az anyag és a sugárzás szétválásakor a hidrogénatomok alapállapotba való visszavezetése hozta létre. Ezek a fotonok Lyman-sorozatú átmenetekből származtak, így az elektromágneses spektrum ultraibolya (UV) részébe kerültek. Mostanra ez a sugárzás annyi kozmológiai vöröseltolódáson ment keresztül, hogy a kozmoszhoz képest (a fénysebességhez képest) lassan mozgó megfigyelők számára a spektrum mikrohullámú tartományába került.
Rádiófrekvencia
A rádióhullámokat antennák bocsátják ki és fogadják, amelyek vezetőkből, például fémrúd-rezonátorokból állnak. A rádióhullámok mesterséges előállítása során egy adónak nevezett elektronikus eszköz váltakozó áramot generál, amelyet egy antennára vezetnek. Az antennában rezgő elektronok rezgő elektromos és mágneses mezőket hoznak létre, amelyek rádióhullámokként sugároznak ki az antennából. A rádióhullámok vételekor a rádióhullámok rezgő elektromos és mágneses mezői az antennában lévő elektronokhoz kapcsolódnak, oda-vissza tolják őket, és rezgő áramokat hoznak létre, amelyeket egy rádióvevőhöz vezetnek. A Föld légköre nagyrészt átlátszó a rádióhullámok számára, kivéve az ionoszférában található töltött részecskék rétegeit, amelyek bizonyos frekvenciákat visszaverhetnek.
A rádióhullámokat rendkívül széles körben használják az információ távolságokon át történő továbbítására a rádiókommunikációs rendszerekben, például a rádióadásban, a televízióban, a kétirányú rádiókban, a mobiltelefonokban, a kommunikációs műholdakban és a vezeték nélküli hálózatokban. A rádiókommunikációs rendszerben a rádiófrekvenciás áramot egy adóban az amplitúdó, a frekvencia vagy a fázis változtatásával modulálják egy információt hordozó jellel, és egy antennára alkalmazzák. A rádióhullámok az információt a téren keresztül egy vevőhöz viszik, ahol egy antenna fogadja őket, és az információt a vevőben demodulációval kinyerik. A rádióhullámokat navigációra is használják az olyan rendszerekben, mint a globális helymeghatározó rendszer (GPS) és a navigációs jeladók, valamint távoli objektumok helymeghatározására a rádiólokációban és a radarban. Távvezérlésre és ipari fűtésre is használják őket.
A rádióspektrum használatát a kormányok szigorúan szabályozzák, amelyet a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) nevű testület koordinál, amely a frekvenciákat különböző felhasználók számára különböző felhasználási célokra osztja ki.
Mikrohullámok
A Föld légköri áteresztőképességének (vagy átlátszatlanságának) ábrája a különböző hullámhosszú elektromágneses sugárzások számára.
A mikrohullámok rövid hullámhosszú, körülbelül 10 centimétertől egy milliméterig terjedő rádióhullámok az SHF és EHF frekvenciasávokban. A mikrohullámú energiát klystron- és magnetroncsövekkel, valamint szilárdtest-eszközökkel, például Gunn- és IMPATT-diódákkal állítják elő. Bár rövid antennák sugározzák és elnyelik őket, a poláris molekulák is elnyelik őket, rezgési és forgási módusokhoz kapcsolódva, ami térfogati felmelegedést eredményez. A magasabb frekvenciájú hullámokkal, például az infravörössel és a fénnyel ellentétben, amelyek elsősorban a felszíneken nyelődnek el, a mikrohullámok képesek behatolni az anyagokba, és energiájukat a felszín alá juttatni. Ezt a hatást használják az élelmiszerek mikrohullámú sütőkben történő melegítésére, valamint ipari fűtésre és orvosi diatermiára. A mikrohullámok a radarban használt fő hullámhosszok, és a műholdas kommunikációban, valamint az olyan vezeték nélküli hálózati technológiákban, mint a Wifi, bár ezek olyan intenzitásúak, amelyek nem képesek termikus felmelegedést okozni. Az alacsonyabb frekvenciájú rádióhullámok antennákhoz való eljuttatására használt rézkábelek (átviteli vezetékek) mikrohullámú frekvenciákon túlzott teljesítményveszteséggel rendelkeznek, ezért hullámvezetőknek nevezett fémcsöveket használnak a hullámok továbbítására. Bár a sáv alsó végén a légkör nagyrészt átlátszó, a sáv felső végén a mikrohullámoknak a légköri gázok általi elnyelése a gyakorlati terjedési távolságot néhány kilométerre korlátozza.
Terahertzes sugárzás
A terahertzes sugárzás a spektrumnak a távoli infravörös és a mikrohullámok közötti tartománya. A közelmúltig ezt a tartományt ritkán tanulmányozták, és a sáv magas végén (szubmilliméteres hullámok vagy úgynevezett terahertzes hullámok) kevés mikrohullámú energiaforrás létezett, de mostanában megjelennek az olyan alkalmazások, mint a képalkotás és a kommunikáció. A tudósok a terahertzes technológiát a fegyveres erőknél is alkalmazni kívánják, ahol a nagyfrekvenciás hullámokat az ellenséges csapatokra lehet irányítani, hogy működésképtelenné tegyék elektronikus berendezéseiket. A terahertzes sugárzást a légköri gázok erősen elnyelik, így ez a frekvenciatartomány hosszú távú kommunikációra használhatatlan.
Infravörös sugárzás
Az elektromágneses spektrum infravörös része a nagyjából 300 GHz és 400 THz (1 mm – 750 nm) közötti tartományt foglalja magában. Három részre osztható:

• Távoli infravörös, 300 GHz-től 30 THz-ig (1 mm – 10 μm). E tartomány alsó részét mikrohullámoknak vagy terahertzes hullámoknak is nevezhetjük. Ezt a sugárzást jellemzően a gázfázisú molekulák úgynevezett rotációs módusai, a folyadékokban a molekulamozgások, a szilárd anyagokban pedig a fononok nyelik el. A Föld légkörében lévő víz olyan erősen elnyeli ezt a tartományt, hogy a légkört gyakorlatilag átlátszatlanná teszi. Vannak azonban bizonyos hullámhossz-tartományok (“ablakok”) az átlátszatlan tartományon belül, amelyek részleges áteresztést tesznek lehetővé, és csillagászati célokra felhasználhatók. A körülbelül 200 μm-től néhány mm-ig terjedő hullámhossztartományt a csillagászatban gyakran “szubmilliméteresnek” nevezik, a távoli infravörös tartományt a 200 μm alatti hullámhosszaknak tartják fenn.
• Közép-infravörös, 30 és 120 THz (10-2,5 μm) között. A forró tárgyak (fekete testek) erősen sugározhatnak ebben a tartományban, és a normál testhőmérsékletű emberi bőr is erősen sugárzik ennek a tartománynak az alsó végén. Ezt a sugárzást a molekulák rezgései nyelik el, amikor a molekula különböző atomjai egyensúlyi helyzetük körül rezegnek. Ezt a tartományt néha ujjlenyomat-tartománynak is nevezik, mivel egy vegyület közép-infravörös abszorpciós spektruma nagyon specifikus az adott vegyületre.
• Near-infravörös, 120 és 400 THz között (2500-750 nm). Az erre a tartományra vonatkozó fizikai folyamatok hasonlóak a látható fényre vonatkozó folyamatokhoz. E tartomány legmagasabb frekvenciái közvetlenül érzékelhetők egyes fényképészeti filmtípusokkal, valamint az infravörös fényképezéshez és videográfiához használt szilárdtest-képérzékelők számos típusával.

Látható sugárzás (fény)
Frekvenciában az infravörös fölé a látható fény kerül. A Nap a látható tartományban bocsátja ki a legnagyobb teljesítményét, bár a teljes kibocsátási teljesítményspektrumot minden hullámhosszon keresztül integrálva látható, hogy a Nap valamivel több infravörös, mint látható fényt bocsát ki. Definíció szerint a látható fény az EM-spektrumnak az a része, amelyre az emberi szem a legérzékenyebb. A látható fényt (és a közeli infravörös fényt) jellemzően a molekulák és atomok elektronjai nyelik el és bocsátják ki, amelyek egyik energiaszintről a másikra lépnek át. Ez a hatás teszi lehetővé az emberi látás és a növényi fotoszintézis alapjául szolgáló kémiai mechanizmusokat. Az emberi látórendszert gerjesztő fény az elektromágneses spektrumnak egy nagyon kis része. A szivárvány az elektromágneses spektrum optikai (látható) részét mutatja; az infravörös (ha látható lenne) közvetlenül a szivárvány vörös oldalán helyezkedne el, az ultraibolya pedig közvetlenül az ibolyántúli részen túl.
A 380 nm és 760 nm (400-790 terahertz) közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzást az emberi szem érzékeli, és látható fényként érzékeli. Más hullámhosszakat, különösen a közeli infravörös (760 nm-nél hosszabb) és az ultraibolya (380 nm-nél rövidebb) hullámhosszt is néha fénynek nevezik, különösen akkor, ha az emberi láthatóság nem lényeges. A fehér fény a látható spektrum különböző hullámhosszúságú fényeinek kombinációja. Ha a fehér fényt egy prizmán keresztülvezetjük, akkor azt a látható spektrumban megfigyelhető 400 nm és 780 nm közötti többféle színű fényre bontjuk.
Ha az EM-spektrum látható tartományába eső frekvenciájú sugárzás visszaverődik egy tárgyról, mondjuk egy tál gyümölcsről, majd a szembe jut, akkor ez a jelenet vizuális érzékelését eredményezi. Az agy vizuális rendszere a visszavert frekvenciák sokaságát különböző árnyalatokká és árnyalatokká dolgozza fel, és ezen a nem kellően megértett pszichofizikai jelenségen keresztül a legtöbb ember érzékeli a gyümölcsöstálat.
A legtöbb hullámhosszon azonban az elektromágneses sugárzás által hordozott információt az emberi érzékszervek közvetlenül nem érzékelik. A természetes források a teljes spektrumban termelnek EM-sugárzást, és a technológia is képes a hullámhosszok széles skáláját manipulálni. Az optikai szálak olyan fényt továbbítanak, amely bár nem feltétlenül a spektrum látható részén van (általában infravörös), mégis képes információt hordozni. A moduláció hasonló a rádióhullámoknál alkalmazott modulációhoz.
Ultraibolya sugárzás
A következő frekvencia az ultraibolya (UV). Az UV-sugarak hullámhossza rövidebb, mint a látható spektrum ibolyántúli vége, de hosszabb, mint a röntgensugárzásé.
Az UV a leghosszabb hullámhosszúságú sugárzás, amelynek fotonjai elég energikusak ahhoz, hogy ionizálják az atomokat, elektronokat választanak le róluk, és így kémiai reakciókat idéznek elő. A rövid hullámhosszú UV-sugárzást és a felette lévő rövidebb hullámhosszú sugárzást (röntgen- és gammasugárzás) ionizáló sugárzásnak nevezzük, és az ezeknek való kitettség károsíthatja az élő szöveteket, így egészségkárosító hatásúak. Az UV-sugárzás számos anyagot látható fényben izzóvá is tehet; ezt nevezzük fluoreszcenciának.
A középső UV-tartományban az UV-sugarak nem képesek ionizálni, de kémiai kötéseket bonthatnak, így a molekulák szokatlanul reaktívvá válnak. A leégést például a közepes tartományú UV-sugárzás bőrsejtekre gyakorolt bomlasztó hatása okozza, ami a bőrrák fő oka. A középső tartományba eső UV-sugarak helyrehozhatatlanul károsíthatják a sejtekben lévő összetett DNS-molekulákat, timin-dimereket hozva létre, ami nagyon erős mutagénné teszi.
A Nap jelentős UV-sugárzást bocsát ki (a teljes teljesítményének mintegy 10%-át), beleértve a rendkívül rövid hullámhosszú UV-sugárzást, amely potenciálisan elpusztíthatja a szárazföldi élet nagy részét (az óceán vize némi védelmet nyújtana az ottani élet számára). A Nap káros UV hullámhosszú sugárzásának nagy részét azonban a légkör elnyeli, mielőtt elérné a felszínt. A magasabb energiájú (legrövidebb hullámhosszú) UV-tartományokat (az úgynevezett “vákuum UV-t”) elnyeli a nitrogén, hosszabb hullámhosszon pedig a levegőben lévő egyszerű kétatomos oxigén. A középső energiatartományban lévő UV legtöbbjét az ózonréteg blokkolja, amely erősen elnyeli a fontos 200-315 nm-es tartományban, amelynek alacsonyabb energiájú része túl hosszú ahhoz, hogy a levegőben lévő egyszerű diioxygen elnyelje. Így a tengerszinten a napfény kevesebb mint 3%-a marad UV-fényben, a fennmaradó rész pedig az alacsonyabb energiájú tartományokban. A fennmaradó rész UV-A, némi UV-B-vel együtt. Az UV legalacsonyabb energiatartományát, a 315 nm és a látható fény közötti tartományt (az úgynevezett UV-A-t) a légkör nem blokkolja jól, de nem okoz leégést, és kevesebb biológiai kárt okoz. Ugyanakkor nem ártalmatlan, és oxigéngyököket, mutációkat és bőrkárosodást okoz. További információért lásd: ultraibolya.
Röntgensugárzás
Az UV után következik a röntgensugárzás, amely az UV felső tartományaihoz hasonlóan szintén ionizáló hatású. Nagyobb energiájuk miatt azonban a röntgensugarak a Compton-effektus révén az anyaggal is kölcsönhatásba léphetnek. A kemény röntgensugarak rövidebb hullámhosszúak, mint a lágy röntgensugarak, és mivel sok anyagon kis elnyeléssel képesek áthatolni, olyan tárgyak “átlátására” is alkalmasak, amelyek “vastagsága” kisebb, mint a néhány méternyi víznek megfelelő vastagság. Az egyik legjelentősebb felhasználási terület a röntgendiagnosztikai képalkotás az orvostudományban (a radiográfia néven ismert eljárás). A röntgensugarak hasznosak szondaként a nagyenergiájú fizikában. A csillagászatban a neutroncsillagok és a fekete lyukak körüli akkréciós korongok röntgensugárzást bocsátanak ki, ami lehetővé teszi e jelenségek tanulmányozását. Röntgensugárzást bocsátanak ki a csillagok koronái is, és a ködök bizonyos típusai is erősen sugároznak. A röntgenteleszkópoknak azonban a Föld légkörén kívül kell elhelyezkedniük ahhoz, hogy a csillagászati röntgensugárzást láthassák, mivel a Föld légkörének nagy mélysége átlátszatlan a röntgensugárzás számára (1000 gramm/cm2 területi sűrűségű), ami 10 méter vastag víznek felel meg. Ez a mennyiség elegendő ahhoz, hogy szinte az összes csillagászati röntgensugárzást (és a csillagászati gammasugarakat is – lásd alább) blokkolja.
Gammasugarak
A kemény röntgensugarak után következnek a gammasugarak, amelyeket Paul Ulrich Villard fedezett fel 1900-ban. Ezek a legnagyobb energiájú fotonok, amelyek hullámhosszának nincs meghatározott alsó határa. A csillagászatban a nagyenergiájú objektumok vagy régiók tanulmányozására értékesek, azonban a röntgensugárzáshoz hasonlóan ez is csak a Föld légkörén kívüli távcsövekkel lehetséges. A gammasugarakat a fizikusok kísérletileg áthatoló képességük miatt használják, és számos radioizotóp állítja elő őket. Élelmiszerek és vetőmagok sterilizálása céljából történő besugárzására használják, az orvostudományban pedig alkalmanként a rák sugárterápiájában alkalmazzák. Gyakoribb, hogy a gamma-sugarakat diagnosztikai képalkotásra használják a nukleáris gyógyászatban, erre példa a PET-vizsgálat. A gammasugarak hullámhossza a Compton-szórás hatásai révén nagy pontossággal mérhető.
====
A Wikipedia, a szabad enciklopédia
A Youtube
A NASA

A Wikimédia Commons tartalmaz az Elektromágneses spektrum témakörhöz kapcsolódó médiát.

• UnwantedEmissions.com (amerikai rádiófrekvencia-kiosztási forrás)
• Australian Radiofrequency Spectrum Allocations Chart (az Australian Communications and Media Authority-től)
• Canadian Table of Frequency Allocations (az Industry Canada-tól)
• U.U.S. Frequency Allocation Chart – Covering the range 3 kHz to 300 GHz (from Department of Commerce)
• UK frequency allocation table (from Ofcom, which inherited the Radiocommunications Agency’s duties, pdf formátum)
• Flash EM Spectrum Presentation / Tool – Very complete and customizable.
• Hogyan kell megjeleníteni a színspektrumot / kódot – Csak megközelítőleg helyes.
• Poszter “Elektromágneses sugárzási spektrum” (992 kB)
• Elektromágneses spektrum bemutató
• Elektromágneses spektrum stratégia: A Call to Action U.S. Department of Defense