|
<caption> Pregled spektra in tipične vrednosti </caption>
<tr>
<td>'''Tipvrsta valovanja'''</td>
<td>'''[[Frekvenca|Frekvencafrekvenca]]'''</td>
<td>'''[[Valovna dolžina| Valovnavalovna dolžina]]'''</td>
<td>'''[[Energija| Energijaenergija]]'''</td>
</tr>
<tr>
<td>žarki[[žarek gama|žarki γ]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|20</sup>}} Hz</td>
<td>1 pm</td>
<td>12.,4 keV</td>
</tr>
<tr>
<td>[[rentgenski žarki]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|18</sup>}} Hz</td>
<td>100 pm</td>
<td>1.,24 MeV</td>
<tr>
<td>[[ultravijolično valovanje|ultravijolično]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|15</sup>}} Hz</td>
<td>100 nm</td>
<td>12.,4 eV</td>
</tr>
</tr>
<tr>
<td>[[vidni spekter|vidna svetloba]]</td>
<td>6×10<sup>6{{e|14</sup>}} Hz</td>
<td>500 nm</td>
<td>2.,5 eV</td>
</tr>
<tr>
<td>[[infrardeče valovanje|infrardeče]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|11</sup>}} Hz</td>
<td>10 µm</td>
<td>124 meV</td>
</tr>
<tr>
<td>[[teraherčno sevanje|teraherčno]]</td>
<td>10<sup>1{{e|12</sup>}} Hz</td>
<td>300 µm</td>
<td>4.,1 meV</td>
</tr>
<tr>
<td>[[mikrovalovi]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|10</sup>}} Hz</td>
<td>1 cm</td>
<td>124 µeV</td>
</tr>
<tr>
<td>[[radijski valovi|radijsko]]</td>
<td>3×10<sup>3{{e|5</sup>}} Hz</td>
<td>1 km</td>
<td>1.,24 neV</td>
</tr>
</table>
Med predvidenimi valovi so bili tudi valovi z zelo nizkimi frekvencami, ki bi jih v teoriji lahko ustvarili nihajoči električni naboji v električnem nihajnem krogu. [[Heinrich Rudolf Hertz|Heinrich Hertz]] jih je leta 1886 skušal zaznati in tako potrditi Maxwellove enačbe. Sestavil je napravo za ustvarjanje in zaznavanje teh valov, ki so danes znani kot [[Radijski valovi|radijski valovi]]. Ugotovil je, da potujejo s svetlobno hitrostjo (izmeril je njihovo valovno dolžino in jo pomnožil s frekvenco). Pokazal je še, da se lahko odbijajo in uklanjajo. Podobno je ustvaril in izmeril lastnosti [[Mikrovalovi|mikrovalov]]. Njegova odkritja so omogočila razvoj mnogih novih izumov, kot sta na primer [[Telegraf|telegraf]] in radio.
Leta 1895 je [[Wilhelm Conrad Röntgen|Wilhelm Röntgen]] izvajal eksperimente z vakuumsko cevjo pri visoki napetosti. Odkril je nov tip valovanja, ki ga je poimenoval [[Rentgenskirentgenski žarki|žarki X]]. Pogosto jihse po njem imenujemoimenujejo tudi rentgenski žarki. Opazil je, da lahko potujejo skozi dele človeškega telesa, pri čemer jih gostejše strukture, kot so kosti, zaustavijo. Röntgena imajo zato smatramo kotza očeta [[Radiologijaradiologija|radiologije]].
Zadnji del spektra je bil zapolnjen z odkritjem [[Žarekžarek gama|žarkov gamaγ]]. Leta 1900 je Paul Villard preučeval radioaktivni razpad radija in odkril novo vrsto sevanja, ki je bilo zelo prodorno. Sprva so mislili, da je podobno tedaj že znanim delcem alfa in beta, a je leta 1910 [[William Henry Bragg]] pokazal, da so v resnici elektromagnetno valovanje. Nato pa sta leta 1914 [[Ernest Rutherford]] in Edward Andrade izmerila njihovo valovno dolžino in ugotovila, da so podobni žarkomrentgenskim Xžarkom, vendar imajo še krajše valovne dolžine in večje energije.
== Razpon spektra ==
*''h'' = 6,626 068 96(33){{e|34}} Js – [[Planckova konstanta]].
Valovna dolžina je obratno sorazmerna s frekvenco. Visokofrekvenčni žarki gama imajo tako valovno dolžino zgolj v velikosti delčka [[Atom|atomaatom]]a, medtem ko je na drugem koncu spektra valovna dolžina lahko v velikosti [[Vesolje|vesolja]]. Žarki gamaγ imajo največjo energijo, radijski valovi pa najmanjšo.
Ko EM valovi potujejo po snovi, se jim valovna dolžina zmanjša, frekvenca pa ostane enaka. Valovne dolžine valovanja so običajno podane za vakuum, čeprav to ni vedno izrecno izraženo. Obnašanje EM valovanja je odvisno od valovne dolžine. Ko EM valovanje interagira s posameznimi atomi ali molekulami je obnašanje odvisno od energije, ki jo nosi [[Kvant|kvant]] (foton) tega valovanja.
== Vrste sevanja ==
=== Meje med območji spektra ===
[[Slikaslika:trak em spektra.png|400px|thumb|Spekter elektromagnetnega valovanja.]]
Posamezna območja spektra elektromagnetnega valovanja niso strogo zamejena, saj je ta zvezen. Med sabo prehajajo podobno kot barve [[Mavrica|mavrice]] (ki so prav tako majhen del tega spektra). Lastnosti nekega območja so podobne tistim, ki veljajo za najbližji sosednji. Če želimo opisati njegovo lego v spektru, običajno navedemo tipično centralno valovno dolžino ali frekvenco, ki mu pripada. Posameznega valovanja torej ne moremo vedno enolično uvrstiti v enega izmed teh območij.
V splošnem se spekter elektromagnetnega valovanja razdeli v naslednja območja:
# [[žarek gama|žarki gamaγ]]
# [[rentgenski žarki|žarki X]]
# [[ultravijolično valovanje]]
# [[vidni spekter|vidna svetloba]]
# [[infrardeče valovanje]]
# [[teraherčno sevanje|teraherčno valovanje]]
# [[mikrovalovi]]
# [[radijski valovi|radijsko valovanje]]
[[Slika:Lastnosti em spektra.png|400px|thumb|Shema prikazuje različne lastnosti elektromagnetnega spektra.]]
=== Žarki gamaγ ===
[[Žarek gama|Žarke gamaγ]] je prvi odkril [[Paul Villard]] leta 1900. Žarkom gamaγ pripadajo [[foton]]i z najvišjo energijo in nimajo definirane najmanjše valovne dolžine. Ker lahko [[ionizirajoče sevanje|ionizirajo]] atome in molekule, so nevarni živim organizmom. Običajno nastanejo pri prehodih atomskih jeder iz [[vzbujeno stanje|višjih]] v nižja energijska stanja, kar se imenuje razpad gama, lahko pa tudi iz drugih procesov. Na Zemlji so tipični naravni viri takega sevanja [[radioaktivni izotop|radioaktivni izotopi]] ter sekundarno sevanje zaradi interakcij snovi s [[kozmični žarki|kozmičnimi žarki]]. Žarki gama nastajajo v številnih astronomskih procesih, v katerih nastajajo elektroni z visokimi energijami. Ti povzročijo sekundarno sevanje zelo kratkih valovnih dolžin. Večino tega sevanja se lahko opazi samo zunaj [[Ozračjeozračje|Ozračjaozračja]], saj ga ta večino absorbira.
=== ŽarkiRentgenski Xžarki ===
[[rentgenski žarki|Žarki X]] se imenujejo tudi [[rentgenski žarki]], po odkritelju [[Wilhelm Conrad Röntgen|Wilhelmu Röntegnu]], ki jih je tudi imenoval. Tovrstno sevanje prodira skozi snovi dovolj globoko, da je uporabno za slikanje notranjosti objektov. Zato se ga uporablja na primer pri medicinskem slikanju in varnostnih pregledih. Ker je valovna dolžina primerljiva z razdaljami med atomi, se lahko s [[kristalografija|sipanjem rentgenskih žarkov na kristalih]] ugotavlja njihovo strukturo.
Žarke gamaγ in X rentgenske žarke se med seboj razlikuje glede na izvor: žarkerentgenske Xžarke izsevajo [[elektron]]i, žarke gamaγ pa [[atomsko jedro|atomska jedra]]. To razlikovanje sicer ne zajame vseh možnih načinov nastanka sevanja, razlikovanje na podlagi valovnih dolžin pa ni povsem enolično določeno. Zato se iz zgodovinskih razlogov žarki, nastali iz [[rentgenska cev|rentgenskih cevi]] ne imenujejo žarki gamaγ, čeprav imajo lahko krajšo valovno dolžino kot nekateri, ki so nastali z atomskimi procesi.
=== Ultravijolično valovanje ===
[[Ultravijolično valovanje|Ultravijolično valovanje]] ima valovno dolžino, ki je krajša od vidne svetlobe in daljša od žarkov X. UV žarki na robu območja z najkrajšo valovno dolžino lahko tako kot rentgenski žarki ionizirajo atome in molekule. Sevanje iz sredine ultravijoličnega območja nima dovolj energije za ionizacijo, lahko pa pretrga nekatere [[Kemična vez|kemijske vezi]] molekul, ki tako postanejo bolj reaktivne. Sončne [[opeklina|opekline]] so posledica izpostavljanja kože tovrstnemu sevanju, poškoduje pa lahko tudi [[Deoksiribonukleinskadeoksiribonukleinska kislina|molekule DNK]]. UV žarki z daljšo valovno dolžino v tkivih ne povzročajo tolikšne škode, povzročajo pa nastanek [[Reaktivnareaktivna kisikova spojina|kisikovih radikalov]].
Del [[Spekterspekter Sonca|spektra Sončeve svetlobe]] (okoli 10 % izsevane moči) leži v ultravijoličnem delu spektra, vendar večina ne prodre skozi atmosferoozračje. UV žarki s krajšo valovno dolžino se absorbirajo na molekulah [[Dušik|molekulah dušikadušik]]a, tisti z daljšo valovno dolžino pa na [[Kisik|molekulah kisika [[kisik]]a. Sevanje, ki pripada vmesnemu delu spektra, se absorbira na [[Ozonskaozonska plast|ozonski plasti]]. Ultravijolično svetlobo sevajo tudi namenska svetila, na primer [[Živosrebrna svetilka|živosrebrna svetilka]].
=== Vidna svetloba ===
V tem območju spektra ima spekter Sonca spektralni vrh. Po definiciji je vidna svetloba tisti del EM spektra, na katerega je [[Oko|človeško oko]] občutljivo. Žarke teh valovnih dolžin absorbirajo in emitirajo elektroni in molekule, ki se tako premikajo med [[Energijski nivo|energijskimi nivoji]]. Ta mehanizem omogoča procese, kot sta [[fotosinteza]] in [[vid]]. Vidni spekter obsega svetlobo valovnih dolžin med 380 nm in 750 nm in jo razdelimo na različne [[barva|barve]]. Ta del [[Absorpcijskiabsorpcijski spekter|spektra atmosferaozračje slabo absorbira]], tako da velik del svetlobe skozi tako imenovano optično okno prodre do tal. Umetni viri tovrstnega sevanja so raznoliki, saj so bila razvita številna svetila, začenši z [[žarnica|navadno žarnico]].
=== Infrardeče valovanje ===
{{glavni|vidni spekter}}
Večina izsevane moči Sonca izvira iz njegovega infrardečega dela spektra, čeprav ima ta vrh v vidnem delu spektra. [[Infrardeče valovanje|Infrardeči valovi]] s krajšo valovno dolžino imajo podobne značilnosti kot vidna svetloba, saj povzročajo podobne procese v elektronih in molekulah. Zaradi nizkih izgub se uporabljajo v [[Optično vlakno|optičnih komunikacijah]]. Daljši infrardeči valovi se pri nekaterih valovnih dolžinah absorbirajo na molekulah v zraku, zato ne prodirajo skozi atmosferoozračje. V tem delu spektra sevajo tudi telesa s [[temperatura|temperaturo]] v bližini sobne. Na principuPo načelu detekcije fotonov s tako energijo delujejo [[Toplotnatoplotna kamera|toplotne kamere]]. Segreta [[zemeljsko površje|Zemljina površina]] oddaja infrardeče valovanje, ki nato prek absorpcije na molekulah v zraku segreva atmosferoozračje. Ta [[učinek tople grede|pojav tople grede]] tako vzdržuje višjo temperaturo, kot bi bila ob odsotnosti absorberskih molekul.
[[Slikaslika:Prosojnost atmosfere.png|400px|thumb|Prepustnost ZemljineZemljinega atmosfereozračja pri različnih valovnih dolžinah.]]
=== Teraherčno valovanje ===
[[Teraherčno valovanje]] je imenovano po svoji karakteristični frekvenci, ki znaša med 0,3 in 3 THz. Oddajajo ga telesa s temperaturo okolipribližno 10 K. S preučevanjem teraherčnih izvorov se ukvarjajo predvsem [[Astronomijaastronomija|astronomi]], ki pa jih omejuje slaba prepustnost atmosfereozračja za tovrstno valovanje. Čeprav potekajo različne raziskave, teraherčno valovanje še nima omembnejše tehnološke aplikacije.
=== Mikrovalovi ===
Valovne dolžine [[mikrovalovi|mikrovalov]] navkljub poimenovanju znašajo od 100 cm do 0,1 cm. Tako ime nosijo, ker imajo precej krajšo valovno dolžino od radijskih. Večji del mikrovalovnega področja atmosferaozračje prepušča. Mikrovalovno valovanje generiramose generira s posebnimi [[Elektronkaelektronka|vakuumskimi cevmi]], v katerih se s pomočjo spreminjanja [[Električnoelektrično polje|električnega polja]] manipuliramomanipulira elektrone, ki nato sevajo z določeno frekvenco. TaTo principnačelo uporabljajo naprave, kot sta na primer [[Magnetron|magnetron]] (uporaba v mikrovalovkah) in [[Klistron|klistron]]. Kot šibki izvori mikrovalov se uporabljajo tudi posebne [[Diodadioda|diode]]. Mikrovalove se nato lahko vodimovodi s posebnimi votlimi [[Valovnivalovni vodnik|valovnimi vodniki]] primerljivih dimenzijizmer, kot je njihova valovna dolžina.
EM valovanje tega dela spektra je uporabno za [[Brezžičnibrezžični prenos podatkov|brezžično komunikacijo]], saj omogoča večjo [[pasovna širina|pasovno širino]] kot radijski valovi in lažje [[Goriščegorišče (optika)|fokusiranje]] valovanja. V primerjavi z radijskimi valovi je potrebna manjša [[antena]]. V teh valovnih dolžinah deluje [[Radar|radar]].
[[prasevanje|Kozmično sevanje ozadjaPrasevanje]], ki se ga detektira z velikimi [[radijski observatorij|radijskimi daljnogledi]], ima podobno valovno dolžino. [[mikrovalovna pečica|Mikrovalovka]] je naprava, s katero se s pomočjo mikrovalov vzbuja molekule vode v snovi in povzroči njeno gretje. Prav tako se lahko uporabi mikrovalove za prenos energije na večje razdalje.
=== Radijsko valovanje ===
[[Radijski valovi]] obsegajo del EM spektra z najdaljšo valovno dolžino. V naravi jih oddajajo različni astronomski izvori, ki jih lahko zaradi prosojnosti atmosfereozračja za večino tega dela spektra opazujemo z radijskimi teleskopi. Nastajajo tudi ob udarih [[Strela|strel]]. Umetno radijske valove proizvajamo z ustreznimi antenami. Radijsko valovanje lahko na Zemlji prepotuje velike razdalje, saj se pri nekaterih valovnih dolžinah odbijajo od [[Ionosferaionosfera|ionosfere]].
Radijsko valovanje je uporabno za [[Radioradio|radijsko komunikacijo]] komunikacijo. Začetki splošne uporabe radijskih valov segajo v konec 19. stoletja, ko je italijanski izumitelj [[Guglielmo Marconi|Guglielmo Marconi]] patentiral prvi brezžični telegrafski sistem. Za prenos signala moramoje treba nosilno radijsko valovanje [[Modulacijamodulacija|modulirati]]. Tako kot za generacijo se tudi za sprejem valovanja uporabljajo ustrezne antene. Valovanje na njihovih površinah inducira [[električni tok]], ki se ga nato ojačamoojača pri ustrezni frekvenci.
== Glej tudi ==
| 