4.5.1. Шкала электромагнитных волн

Электромагнитные волны могут иметь различные частоты и, соответственно, различные длины (). Классификация электро­маг­нит­ных волн по частотам называется шкалой электромагнитных волн. Границы частот являются условными.

Волны с частотами менее 10⁵Гц (длинами волн более 3000 м) называютсядлинными волнами. Далее,радиоволныимеют частоты от 10⁵до 3·10¹⁰Гц (длины волн от 3000 м до 1 см). Далее следуетмикроволновая область: частоты от 3·10¹⁰до 6·10¹¹Гц (длины волн от 1 см до 0,5 мм). Источники излучения длинных волн, радиоволн и миллиметровых волн являются электрические токи в антеннах, электроны небольших энергий, движущиеся в электрических и магнитных полях.

К микроволновой области примыкает диапазон инфракрасных волн: частоты от 6·10¹¹до 4,3·10¹⁴Гц (длины волн от 0,5 мм до 0,76 мкм = 760 нм). Источниками излучения инфракрасных волн являются молекулы любого нагретого вещества. Например, инфракрасные волны излучают все окружающие нас тела при комнатной температуре.

Электромагнитные волны с частотами от 4,3·10¹⁴Гц до 7,6·10¹⁴Гц (длинами волн от 760 нм до 380 нм) лежат в области чувствительности человеческого глаза, т.е. представляют собойвидимый свет. Свет с длиной волны 760 нм, распространяющийся в вакууме, соответствует темно-красному цвету, а свет с длиной волны 380 нм – темно-фиолетовому. Отметим, что при переходе в достаточно плотные среды скорость световых волн и длина световой волны заметно изменяются, а частота волн остается без изменения. Отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде называется абсолютным показателем преломления среды (точно также соотносятся и длины волн). За ощущение цвета ответственна частота волны. Поэтому, например, красный мяч останется красным, если его разглядывать под водой.

Потом следуют ультрафиолетовые волны: частоты от 7,6·10¹⁴Гц до 5·10¹⁶Гц (длины волн от 380 нм до 6 нм). Источниками видимого и ультрафиолетового излучения являются атомы и молекулы, валентные электроны которых (электроны внешних орбиталей, расположенных далее всего от ядра) находятся в возбужденных состояниях, а также заряженные частицы высоких энергий.

Далее лежит область рентгеновского излучения: частоты от 5·10¹⁶Гц до 3·10¹⁹Гц (длины волн от 6 нм до 0,01 нм). Рентгеновские лучи испускаются электронами при столкновениях с тяжелыми металлами, а также при переходах электронов в атомах с внешних орбиталей высоких энергий на внутренние орбитали, расположенные вблизи ядра.

И, наконец, излучение еще более высокой частоты называется γ-излучением. Гамма-лучи испускаются возбужденными ядрами атомов, например, при распадах некоторых радиоактивных элементов.