Шкала електромагнітних випромінювань

Шкала електромагнітних хвиль.

Д. Максвелл розробив теорію електромагнітних явищ і показав, що в природі повинні існувати електромагнітні хвилі, а Г. Герц отримав і дослідив їх експериментально.

Роботи Герца, Попова, Лебєдєва і інших учених підтвердили теорію Максвела і показали, що за допомогою коливального контуру можна одержувати електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі в дуже широкому діапазоні. З теорії Максвела виходило, що світлове випромінювання є дуже короткими електромагнітними хвилями, створюваними природними вібраторами — атомами і молекулами.

Таким чином, до кінця минулого сторіччя було відоме електромагнітне випромінювання з довжинами хвиль від декількох кілометрів

Електромагнітні хвилі мають майже необмежений діапазон частот і довжин хвиль. Шкалу цих хвиль наведено в табл. Весь діапазон поділяють на декілька вузьких ділянок, для яких установлено конкретні межі.

Частота, Гц Довжина хвилі, м Назва діапазону Основні джерела збудження
10-3 – 103 3 · 1011 – 3 · 105 Низькочастотні (наддовгі) хвилі Генератори спеціальних конструкцій; промислові частоти 50–60 Гц; генератори звукових частот до 20 кГц
103 – 1012 3 · 105 – 3 · 10-4 Радіохвилі Генератори радіочастот до 300 МГц; генератори надвисоких частот
1012 – 4 · 1014 3 · 10-4 – 8 · 10-7 Інфрачервоне випромінювання  
4 · 1014 – 8 · 1014 8 · 10-7 – 4 · 10-7 Видиме випромінювання (з довжинами хвиль 800 – 400 нм) Випромінювання молекул та атомів під час теплових та електричних впливах
8 · 1014 – 3 · 1017 4 · 10-7 – 10-9 Ультрафіолетове випромінювання, м’яке рентгенівське випромінювання Випромінювання атомів під час опромінення речовини електронами з енергіями до 15 кеВ
3 · 1017 – 3 · 1020 10-9 – 10-12 Рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання Атомні процеси, що збуджуються електронами з енергіями від 20 кеВ до декількох сотень МеВ
3 · 1020 – 1023 10-12 – 3 · 10-15 Гамма-випромінювання Ядерні процеси, радіоак-тивні розпади
Примітка: Між сусідніми діапазонами немає чіткої межі

 

Радіохвилі поділяють на довгі (понад 10 км), середні (сотні метрів), короткі (десятки метрів). Усіх їх переважно використовують у радіозв'язку. Ультракороткі радіохвилі поділяють на метрові, дециметрові та міліметрові. Перші використовують у телебаченні, другі і треті - у радіолокації. Діапазон радіохвиль частково перекривається з інфрачервоними променями, які широко застосовують у техніці. У цьому діапазоні працюють лазери, фокусування променів яких дозволяє краще обробляти матеріали.

Ультрафіолетові промені використовують для знезаражування приміщень у лікарнях, стимуляції хімічних реакцій, утворення потрібних генних мутацій та ін. Поверхня Землі захищена від шкідливих складових ультрафіолетових променів Сонця озоновим шаром (О3). Його збереження - це одна з важливих екологічних проблем.

Рентгенівське проміння отримують під час гальмування електронів, які прискорюються напругою в десятки кіловольтів. На відміну від світлового проміння видимого спектра й ультрафіолетового проміння, воно має значно меншу довжину хвиль. Причому довжина хвилі рентгенівського проміння є тим меншою, чим більша енергія електронів, які бомбардують перешкоду.

У встановленні природи цього випромінювання визначальними були дослідження українського вченого Івана Пулюя (1845 - 1918 рр.) на електронних вакуумних трубках власної конструкції, проведені задовго до відкриття В. Рентгена. Однак, В. Рентген першим запатентував відкриття Х-променів і тому їх називають рентгенівськими.