Widmo elektromagnetyczne

Widmo elektromagnetyczne jest zakresem częstotliwości (spektrum) promieniowania elektromagnetycznego i ich odpowiednich długości fal i energii fotonów.
Zobacz to fajne wideo wykonane przez NASA wyjaśniające całą rzecz!
Widmo elektromagnetyczne obejmuje fale elektromagnetyczne o częstotliwościach od poniżej jednego herca do powyżej 1025 herców, co odpowiada długościom fal od tysięcy kilometrów w dół do ułamka wielkości jądra atomowego. Ten zakres częstotliwości jest podzielony na oddzielne pasma, a fale elektromagnetyczne w ramach każdego pasma częstotliwości są nazywane różnymi nazwami; począwszy od niskiej częstotliwości (długa fala) koniec widma są to: fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma na wysokiej częstotliwości (krótka fala) koniec. Fale elektromagnetyczne w każdym z tych pasm mają różne właściwości, takie jak sposób ich wytwarzania, oddziaływanie z materią i ich praktyczne zastosowania. Granicą dla fal długich jest rozmiar samego wszechświata, podczas gdy uważa się, że granica fal krótkich znajduje się w pobliżu długości Plancka. Promienie gamma, promieniowanie rentgenowskie i wysoki ultrafiolet są klasyfikowane jako promieniowanie jonizujące, ponieważ ich fotony mają wystarczającą energię, aby jonizować atomy, powodując reakcje chemiczne. Narażenie na te promienie może stanowić zagrożenie dla zdrowia, powodując chorobę popromienną, uszkodzenia DNA i nowotwory. Promieniowanie o długości fali światła widzialnego i niższe są nazywane promieniowaniem niejonizującym, ponieważ nie mogą powodować takich skutków.
W większości powyższych pasm częstotliwości, technika zwana spektroskopią może być użyta do fizycznego oddzielenia fal o różnych częstotliwościach, tworząc widmo pokazujące częstotliwości składowe. Spektroskopia jest wykorzystywana do badania interakcji fal elektromagnetycznych z materią. Inne zastosowania technologiczne są opisane w części promieniowanie elektromagnetyczne.
Historia odkrycia widma elektromagnetycznego
Przez większość historii, światło widzialne było jedyną znaną częścią widma elektromagnetycznego. Starożytni Grecy uznali, że światło porusza się po liniach prostych i badali niektóre z jego właściwości, w tym odbicie i załamanie. Badanie światła kontynuowano, a w XVI i XVII wieku sprzeczne teorie traktowały światło jako falę lub cząstkę.
Pierwsze odkrycie promieniowania elektromagnetycznego innego niż światło widzialne nastąpiło w 1800 roku, kiedy William Herschel odkrył promieniowanie podczerwone. Badał on temperaturę różnych kolorów, przesuwając termometr przez światło rozszczepione przez pryzmat. Zauważył, że najwyższa temperatura była poza czerwienią. Teoretyzował, że ta zmiana temperatury była spowodowana „promieniami kalorycznymi”, które były rodzajem promieni świetlnych, których nie można było zobaczyć.
W następnym roku Johann Ritter, pracując na drugim końcu spektrum, zauważył coś, co nazwał „promieniami chemicznymi” (niewidzialne promienie świetlne, które wywoływały pewne reakcje chemiczne). Zachowywały się one podobnie do widzialnych promieni światła fioletowego, ale znajdowały się poza nimi w widmie. Później zmieniono ich nazwę na promieniowanie ultrafioletowe.
Promieniowanie elektromagnetyczne zostało po raz pierwszy powiązane z elektromagnetyzmem w 1845 r., kiedy Michael Faraday zauważył, że polaryzacja światła podróżującego przez przezroczysty materiał reaguje na pole magnetyczne (zob. efekt Faradaya). W latach 60. XIX wieku James Maxwell opracował cztery równania różniczkowe cząstkowe dla pola elektromagnetycznego. Dwa z tych równań przewidywały możliwość powstania i zachowanie się fal w tym polu. Analizując prędkość tych teoretycznych fal, Maxwell zdał sobie sprawę, że muszą one poruszać się z prędkością zbliżoną do znanej prędkości światła. Ta zaskakująca zbieżność wartości doprowadziła Maxwella do wniosku, że światło samo w sobie jest rodzajem fali elektromagnetycznej.
Równania Maxwella przewidywały nieskończoną liczbę częstotliwości fal elektromagnetycznych, wszystkie podróżujące z prędkością światła. Było to pierwsze wskazanie na istnienie całego spektrum elektromagnetycznego.
Przewidywane fale Maxwella obejmowały fale o bardzo niskich częstotliwościach w porównaniu z podczerwienią, które w teorii mogły być tworzone przez oscylujące ładunki w zwykłym obwodzie elektrycznym pewnego typu. Próbując udowodnić równania Maxwella i wykryć takie promieniowanie elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości, w 1886 r. fizyk Heinrich Hertz zbudował aparat do generowania i wykrywania tego, co obecnie nazywamy falami radiowymi. Hertz znalazł te fale i był w stanie wywnioskować (poprzez pomiar długości fali i pomnożenie jej przez częstotliwość), że poruszają się one z prędkością światła. Hertz wykazał również, że nowe promieniowanie może być zarówno odbijane, jak i załamywane przez różne dielektryki, w taki sam sposób jak światło. Na przykład, Hertz był w stanie skupić fale za pomocą soczewki wykonanej z żywicy drzewa. W późniejszym eksperymencie Hertz w podobny sposób wytworzył i zmierzył właściwości mikrofal. Te nowe rodzaje fal utorowały drogę wynalazkom takim jak telegraf bezprzewodowy i radio.
W 1895 roku Wilhelm Röntgen zauważył nowy rodzaj promieniowania emitowanego podczas eksperymentu z ewakuowaną rurką poddaną wysokiemu napięciu. Nazwał te promieniowania promieniami rentgenowskimi i odkrył, że były one w stanie podróżować przez części ludzkiego ciała, ale były odbijane lub zatrzymywane przez gęstszą materię, taką jak kości. Wkrótce znaleziono dla nich wiele zastosowań w medycynie.
Ostatnia część widma elektromagnetycznego została wypełniona wraz z odkryciem promieni gamma. W 1900 Paul Villard studiował radioaktywne emisje radu, kiedy zidentyfikował nowy rodzaj promieniowania, który najpierw myślał składał się z cząstek podobnych do znanych cząstek alfa i beta, ale z mocą bycia o wiele bardziej przenikliwe niż albo. Jednak w 1910 r. brytyjski fizyk William Henry Bragg wykazał, że promienie gamma są promieniowaniem elektromagnetycznym, a nie cząstkami, a w 1914 r. Ernest Rutherford (który nazwał je promieniami gamma w 1903 r., gdy zdał sobie sprawę, że zasadniczo różnią się od naładowanych cząstek alfa i beta) i Edward Andrade zmierzyli długość ich fali i stwierdzili, że promienie gamma są podobne do promieniowania rentgenowskiego, ale mają krótszą falę i wyższą częstotliwość.
Zakres widma
Fale elektromagnetyczne są zwykle opisywane przez jedną z trzech następujących właściwości fizycznych: częstotliwość f, długość fali λ lub energia fotonu E. Częstotliwości obserwowane w astronomii wahają się od 2,4×1023 Hz (promienie gamma 1 GeV) do lokalnej częstotliwości plazmy zjonizowanego ośrodka międzygwiazdowego (~1 kHz). Długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości fali, więc promienie gamma mają bardzo krótką długość fali, która jest ułamkiem wielkości atomu, podczas gdy długość fali na przeciwległym końcu widma może być tak długa jak wszechświat. Energia fotonu jest wprost proporcjonalna do częstotliwości fali, więc fotony promieni gamma mają najwyższą energię (około miliarda elektronowoltów), podczas gdy fotony fal radiowych mają bardzo niską energię (około femtoelektronowoltów).
Gdy fale elektromagnetyczne istnieją w ośrodku z materią, ich długość fali zmniejsza się. Długości fal promieniowania elektromagnetycznego, bez względu na to, przez jaki ośrodek podróżują, są zwykle podawane w kategoriach długości fali próżni, choć nie zawsze jest to wyraźnie powiedziane.
Ogólnie, promieniowanie elektromagnetyczne jest klasyfikowane według długości fali na fale radiowe, mikrofale, teraherce (lub sub-milimetrowe) promieniowanie, podczerwień, obszar widzialny, który jest postrzegany jako światło, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. Zachowanie promieniowania EM zależy od długości jego fali. Kiedy promieniowanie EM oddziałuje z pojedynczymi atomami i molekułami, jego zachowanie zależy również od ilości energii przypadającej na kwant (foton), który niesie.
Spektroskopia może wykryć znacznie szerszy region widma EM niż zakres widzialny od 400 nm do 700 nm. Zwykły spektroskop laboratoryjny może wykrywać fale o długości od 2 nm do 2500 nm. Za pomocą tego typu urządzeń można uzyskać szczegółowe informacje o fizycznych właściwościach obiektów, gazów, a nawet gwiazd. Spektroskopy są szeroko stosowane w astrofizyce. Na przykład, wiele atomów wodoru emituje foton fali radiowej o długości fali 21,12 cm. Również częstotliwości 30 Hz i poniżej mogą być produkowane przez i są ważne w badaniu niektórych mgławic gwiezdnych, a częstotliwości tak wysokie jak 2.9×1027 Hz zostały wykryte ze źródeł astrofizycznych.

Typy promieniowania
Granice
Poniżej podano omówienie regionów (lub pasm czy typów) widma elektromagnetycznego. Zauważ, że nie ma ściśle określonych granic między pasmami widma elektromagnetycznego; raczej przechodzą one w siebie jak pasma w tęczy (która jest podzakresem światła widzialnego). Promieniowanie o każdej częstotliwości i długości fali (lub w każdym paśmie) ma mieszankę właściwości dwóch regionów widma, które je wiążą. Na przykład, światło czerwone przypomina promieniowanie podczerwone w tym, że może wzbudzić i dodać energii do niektórych wiązań chemicznych i rzeczywiście musi to zrobić, aby zasilić mechanizmy chemiczne odpowiedzialne za fotosyntezę i pracy systemu wizualnego

Regiony widma
Rodzaje promieniowania elektromagnetycznego są szeroko sklasyfikowane w następujących klasach:
– promieniowanie gamma
– promieniowanie rentgenowskie
– promieniowanie ultrafioletowe
– promieniowanie widzialne
– promieniowanie podczerwone
– promieniowanie terahercowe
– promieniowanie mikrofalowe
– fale radiowe
Region widma, na który przypada dane obserwowane promieniowanie elektromagnetyczne, jest zależny od ramki odniesienia (ze względu na przesunięcie Dopplera dla światła), więc promieniowanie EM, o którym jeden obserwator powiedziałby, że znajduje się w jednym regionie widma, może wydawać się obserwatorowi poruszającemu się ze znacznym ułamkiem prędkości światła względem pierwszego, że znajduje się w innej części widma. Na przykład, rozważmy kosmiczne mikrofalowe tło. Powstało ono, gdy materia i promieniowanie rozdzieliły się, w wyniku deekscytacji atomów wodoru do stanu podstawowego. Fotony te pochodziły z przejść serii Lymana, co umieszcza je w ultrafioletowej (UV) części widma elektromagnetycznego. Obecnie promieniowanie to uległo wystarczającemu kosmologicznemu przesunięciu ku czerwieni, aby umieścić je w mikrofalowym obszarze widma dla obserwatorów poruszających się powoli (w porównaniu z prędkością światła) względem kosmosu.
Fale radiowe
Fale radiowe są emitowane i odbierane przez anteny, które składają się z przewodników, takich jak rezonatory z metalowych prętów. W sztucznym wytwarzaniu fal radiowych, urządzenie elektroniczne zwane nadajnikiem generuje prąd elektryczny zmienny, który jest przyłożony do anteny. Oscylujące elektrony w antenie generują oscylujące pola elektryczne i magnetyczne, które promieniują od anteny jako fale radiowe. W odbiorze fal radiowych, oscylujące pola elektryczne i magnetyczne fali radiowej sprzęgają się z elektronami w antenie, popychając je tam i z powrotem, tworząc oscylujące prądy, które są stosowane do odbiornika radiowego. Atmosfera Ziemi jest głównie przezroczysta dla fal radiowych, z wyjątkiem warstw naładowanych cząstek w jonosferze, które mogą odbijać pewne częstotliwości.
Fale radiowe są bardzo szeroko stosowane do przesyłania informacji na odległość w systemach komunikacji radiowej, takich jak radio, telewizja, radia dwukierunkowe, telefony komórkowe, satelity komunikacyjne i sieci bezprzewodowe. W systemie komunikacji radiowej, prąd o częstotliwości radiowej jest modulowany sygnałem niosącym informację w nadajniku poprzez zmianę amplitudy, częstotliwości lub fazy, a następnie podawany do anteny. Fale radiowe przenoszą informacje w przestrzeni do odbiornika, gdzie są odbierane przez antenę, a informacje są wyodrębniane w wyniku demodulacji w odbiorniku. Fale radiowe są również wykorzystywane do nawigacji w systemach takich jak Globalny System Pozycjonowania (GPS) i radiolatarnie nawigacyjne, a także do lokalizowania odległych obiektów w radiolokacji i radarach. Są one również wykorzystywane do zdalnego sterowania oraz do ogrzewania przemysłowego.
Użycie widma radiowego jest ściśle regulowane przez rządy, koordynowane przez organ zwany Międzynarodowym Związkiem Telekomunikacyjnym (ITU), który przydziela częstotliwości różnym użytkownikom do różnych zastosowań.
Mikrofale
Plan przepuszczalności atmosfery ziemskiej (lub nieprzezroczystości) dla różnych długości fal promieniowania elektromagnetycznego.
Mikrofale to fale radiowe o krótkiej długości fali, od około 10 centymetrów do jednego milimetra, w pasmach częstotliwości SHF i EHF. Energia mikrofalowa jest wytwarzana w lampach klistronowych i magnetronowych, a także w urządzeniach półprzewodnikowych, takich jak diody Gunna i IMPATT. Chociaż są one emitowane i absorbowane przez krótkie anteny, są one również absorbowane przez polarne cząsteczki, sprzęgając się z trybami wibracyjnymi i rotacyjnymi, co prowadzi do ogrzewania objętościowego. W przeciwieństwie do fal o wyższej częstotliwości, takich jak podczerwień czy światło, które są absorbowane głównie na powierzchni, mikrofale mogą wnikać w głąb materiałów i oddawać swoją energię pod powierzchnią. Efekt ten jest wykorzystywany do podgrzewania żywności w kuchenkach mikrofalowych, a także do ogrzewania przemysłowego i diatermii medycznej. Mikrofale są główną długością fali wykorzystywaną w radarach, są wykorzystywane w komunikacji satelitarnej oraz w technologiach sieci bezprzewodowych, takich jak Wifi, chociaż jest to na poziomie intensywności, który nie może powodować ogrzewania termicznego. Kable miedziane (linie transmisyjne), które są używane do przenoszenia fal radiowych o niższej częstotliwości do anten mają nadmierne straty mocy przy częstotliwościach mikrofalowych, a metalowe rury zwane falowodami są używane do ich przenoszenia. Chociaż w dolnej części pasma atmosfera jest głównie przezroczysta, to w górnej części pasma absorpcja mikrofal przez gazy atmosferyczne ogranicza praktyczne odległości propagacji do kilku kilometrów.
Promieniowanie terahercowe
Promieniowanie terahercowe to region widma pomiędzy daleką podczerwienią a mikrofalami. Do niedawna zakres ten był rzadko badany i istniało niewiele źródeł dla energii mikrofalowej na wysokim końcu pasma (fale submilimetrowe lub tzw. fale terahercowe), ale obecnie pojawiają się zastosowania takie jak obrazowanie i komunikacja. Naukowcy poszukują również możliwości zastosowania technologii terahercowej w siłach zbrojnych, gdzie fale o wysokiej częstotliwości mogłyby być kierowane na oddziały wroga w celu obezwładnienia ich sprzętu elektronicznego. Promieniowanie terahercowe jest silnie absorbowane przez gazy atmosferyczne, co czyni ten zakres częstotliwości bezużytecznym dla komunikacji na duże odległości.
Promieniowanie podczerwone
Podczerwona część widma elektromagnetycznego obejmuje zakres od około 300 GHz do 400 THz (1 mm – 750 nm). Można ją podzielić na trzy części:

• Daleka podczerwień, od 300 GHz do 30 THz (1 mm – 10 μm). Dolna część tego zakresu może być również nazywana mikrofalami lub falami terahercowymi. Promieniowanie to jest zwykle absorbowane przez tzw. tryby rotacyjne w cząsteczkach w fazie gazowej, przez ruchy molekularne w cieczach oraz przez fonony w ciałach stałych. Woda w atmosferze ziemskiej pochłania promieniowanie w tym zakresie tak silnie, że w efekcie atmosfera staje się nieprzezroczysta. Jednakże, istnieją pewne zakresy długości fal („okna”) w nieprzezroczystym zakresie, które pozwalają na częściową transmisję i mogą być wykorzystane w astronomii. Zakres długości fal od około 200 μm do kilku mm jest często określany w astronomii jako „submilimetrowy”, rezerwując daleką podczerwień dla fal o długości poniżej 200 μm.
• Średnia podczerwień, od 30 do 120 THz (10-2,5 μm). Gorące obiekty (promienniki ciała czarnego) mogą silnie promieniować w tym zakresie, a skóra ludzka w normalnej temperaturze ciała silnie promieniuje w dolnej części tego regionu. Promieniowanie to jest absorbowane przez wibracje molekularne, gdzie różne atomy w cząsteczce wibrują wokół swoich pozycji równowagi. Zakres ten jest czasami nazywany regionem odcisków palców, ponieważ widmo absorpcji w średniej podczerwieni danego związku jest bardzo specyficzne dla tego związku.
• Niedaleka podczerwień, od 120 do 400 THz (2500-750 nm). Procesy fizyczne, które są istotne dla tego zakresu są podobne do tych dla światła widzialnego. Najwyższe częstotliwości w tym regionie mogą być wykrywane bezpośrednio przez niektóre typy klisz fotograficznych oraz przez wiele typów półprzewodnikowych czujników obrazu do fotografii podczerwonej i wideografii.

Promieniowanie widzialne (światło)
Powyżej podczerwieni pod względem częstotliwości znajduje się światło widzialne. Słońce emituje swoją szczytową moc w obszarze widzialnym, chociaż całkowanie całego widma mocy emisji przez wszystkie długości fal pokazuje, że Słońce emituje nieco więcej podczerwieni niż światła widzialnego. Z definicji światło widzialne jest tą częścią widma EM, na którą ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe. Światło widzialne (oraz światło bliskie podczerwieni) jest zazwyczaj absorbowane i emitowane przez elektrony w cząsteczkach i atomach, które przechodzą z jednego poziomu energetycznego na drugi. To działanie umożliwia działanie mechanizmów chemicznych, które leżą u podstaw ludzkiego wzroku i fotosyntezy roślin. Światło, które pobudza ludzki układ wzrokowy, stanowi bardzo małą część widma elektromagnetycznego. Tęcza pokazuje optyczną (widzialną) część widma elektromagnetycznego; podczerwień (gdyby była widoczna) znajdowałaby się tuż za czerwoną stroną tęczy z ultrafioletem pojawiającym się tuż za fioletowym końcem.
Promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali pomiędzy 380 nm a 760 nm (400-790 teraherców) jest wykrywane przez ludzkie oko i postrzegane jako światło widzialne. Inne długości fal, zwłaszcza bliska podczerwień (dłuższa niż 760 nm) i ultrafiolet (krótszy niż 380 nm) są również czasami określane jako światło, zwłaszcza gdy widoczność dla człowieka nie jest istotna. Światło białe jest kombinacją świateł o różnych długościach fali w spektrum widzialnym. Przepuszczanie białego światła przez pryzmat rozszczepia je na kilka kolorów światła obserwowanych w widmie widzialnym pomiędzy 400 nm a 780 nm.
Jeśli promieniowanie o częstotliwości w widzialnym regionie widma EM odbija się od obiektu, powiedzmy miski z owocami, a następnie uderza w oczy, powoduje to wizualne postrzeganie sceny. System wizualny mózgu przetwarza mnogość odbitych częstotliwości na różne odcienie i barwy, a poprzez to niewystarczająco zrozumiane zjawisko psychofizyczne, większość ludzi postrzega miskę z owocami.
Na większości długości fal, jednak informacje przenoszone przez promieniowanie elektromagnetyczne nie są bezpośrednio wykrywane przez ludzkie zmysły. Naturalne źródła wytwarzają promieniowanie EM w całym spektrum, a technologia może również manipulować szerokim zakresem długości fal. Światłowód transmituje światło, które, choć niekoniecznie znajduje się w widzialnej części widma (zazwyczaj jest to podczerwień), może przenosić informacje. Modulacja jest podobna do tej stosowanej w przypadku fal radiowych.
Promieniowanie ultrafioletowe
Następny w kolejności pod względem częstotliwości jest ultrafiolet (UV). Długość fali promieniowania UV jest krótsza niż fioletowy koniec widma widzialnego, ale dłuższa niż promieniowanie rentgenowskie.
UV jest promieniowaniem o najdłuższej długości fali, którego fotony są wystarczająco energetyczne, aby jonizować atomy, oddzielając od nich elektrony, a tym samym powodując reakcje chemiczne. Krótkofalowe promieniowanie UV i znajdujące się powyżej niego promieniowanie o krótszej długości fali (promieniowanie rentgenowskie i gamma) nazywane jest promieniowaniem jonizującym, a ekspozycja na nie może uszkodzić żywe tkanki, co czyni je zagrożeniem dla zdrowia. UV może również powodować świecenie wielu substancji w świetle widzialnym; nazywa się to fluorescencją.
W średnim zakresie UV, promienie UV nie mogą jonizować, ale mogą rozbijać wiązania chemiczne, czyniąc molekuły niezwykle reaktywnymi. Oparzenia słoneczne, na przykład, są spowodowane przez zakłócające działanie promieniowania UV średniego zakresu na komórki skóry, co jest główną przyczyną raka skóry. Promienie UV w średnim zakresie mogą nieodwracalnie uszkodzić złożone cząsteczki DNA w komórkach, wytwarzając dimery tyminy, co czyni je bardzo silnym mutagenem.
Słońce emituje znaczne promieniowanie UV (około 10% jego całkowitej mocy), w tym promieniowanie UV o bardzo krótkiej długości fali, które mogłoby potencjalnie zniszczyć większość życia na lądzie (woda oceaniczna zapewniłaby pewną ochronę dla życia tam żyjącego). Jednakże, większość szkodliwych fal UV emitowanych przez Słońce jest pochłaniana przez atmosferę zanim dotrze do powierzchni. Zakresy UV o wyższej energii (najkrótszej długości fali) (zwane „UV próżniowym”) są pochłaniane przez azot, a przy dłuższych falach przez zwykły tlen dwuatomowy w powietrzu. Większość UV w średnim zakresie energii jest blokowana przez warstwę ozonową, która silnie absorbuje w ważnym zakresie 200-315 nm, którego część o niższej energii jest zbyt długa dla zwykłego tlenu dwuatomowego w powietrzu. Pozostawia to mniej niż 3% światła słonecznego na poziomie morza w UV, z całą resztą przy niższych energiach. Pozostała część to UV-A, wraz z pewną ilością UV-B. Najniższy zakres energii UV pomiędzy 315 nm a światłem widzialnym (zwany UV-A) nie jest dobrze blokowany przez atmosferę, ale nie powoduje oparzeń słonecznych i powoduje mniej szkód biologicznych. Nie jest ono jednak nieszkodliwe i powoduje powstawanie rodników tlenowych, mutacje i uszkodzenia skóry. Zobacz ultrafiolet, aby uzyskać więcej informacji.
Promienie X
Po UV przychodzą promienie X, które, podobnie jak górne zakresy UV, są również jonizujące. Jednakże, ze względu na ich wyższe energie, promienie X mogą również oddziaływać z materią poprzez efekt Comptona. Twarde promienie X mają krótszą długość fali niż miękkie promienie X, a ponieważ mogą one przechodzić przez wiele substancji z niewielką absorpcją, mogą być używane do „widzenia” przez obiekty o „grubości” mniejszej niż równoważna kilku metrom wody. Jednym z godnych uwagi zastosowań jest diagnostyczne obrazowanie rentgenowskie w medycynie (proces znany jako radiografia). Promienie rentgenowskie są użyteczne jako sondy w fizyce wysokich energii. W astronomii, dyski akrecyjne wokół gwiazd neutronowych i czarnych dziur emitują promieniowanie rentgenowskie, co umożliwia badanie tych zjawisk. Promieniowanie rentgenowskie jest również emitowane przez korony gwiazd i jest silnie emitowane przez niektóre rodzaje mgławic. Jednak teleskopy rentgenowskie muszą być umieszczone poza atmosferą Ziemi, aby zobaczyć astronomiczne promieniowanie rentgenowskie, ponieważ ogromna głębokość atmosfery Ziemi jest nieprzezroczysta dla promieniowania rentgenowskiego (o gęstości powierzchniowej 1000 gramów na cm2), co odpowiada 10 metrom grubości wody. Jest to ilość wystarczająca do zablokowania prawie całego astronomicznego promieniowania X (a także astronomicznego promieniowania gamma – patrz niżej).
Promienie gamma
Po twardym promieniowaniu X przychodzą promienie gamma, które zostały odkryte przez Paula Ulricha Villarda w 1900 roku. Są to najbardziej energetyczne fotony, nie mające określonej dolnej granicy długości fali. W astronomii są one cenne do badania wysokoenergetycznych obiektów lub regionów, jednak podobnie jak w przypadku promieniowania rentgenowskiego, można to robić jedynie za pomocą teleskopów znajdujących się poza atmosferą Ziemi. Promienie gamma są wykorzystywane doświadczalnie przez fizyków ze względu na ich zdolność do penetracji i są wytwarzane przez wiele radioizotopów. Są one wykorzystywane do napromieniowania żywności i nasion w celu sterylizacji, a w medycynie są czasami stosowane w radioterapii nowotworów. Bardziej powszechnie promienie gamma są wykorzystywane do obrazowania diagnostycznego w medycynie nuklearnej, czego przykładem jest skanowanie PET. Długość fali promieni gamma można zmierzyć z dużą dokładnością dzięki efektom rozpraszania Comptona.
====
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Z Youtube
Z NASA

Wikimedia Commons posiada media związane z widmem elektromagnetycznym.

• UnwantedEmissions.com (zasoby alokacji widma radiowego w USA)
• Australian Radiofrequency Spectrum Allocations Chart (od Australian Communications and Media Authority)
• Canadian Table of Frequency Allocations (od Industry Canada)
• 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 format)
• Flash EM Spectrum Presentation / Tool – Very complete and customizable.
• Jak oddać widmo kolorów / Kod – Tylko w przybliżeniu prawidłowy.
• Plakat „Widmo promieniowania elektromagnetycznego” (992 kB)
• Prezentacja widma elektromagnetycznego
• Electromagnetic Spectrum Strategy: A Call to Action U.S. Department of Defense

.