Elektromagnetkiirguse spekter

Enamus allikatest oli Wikipediast ja osa võib põhi- või keskkoolist tuttav olla.

Elektromagnetkiirguse kandvaid osakesi nimetatakse ka valguskvantideks või footoniteks. Need kõik liiguvad valguse kiirusel (keskkond võib seda kiirust mõjutada) ning neis kõigis toimub vaheldumisi elektrilise ja magneetilise välja teke ning lainepikkus näitab kui pika distantsi läbimisel need lainetused korduvad. Mida kiiremini see toimub seda rohkem energiat on selles osakeses ja energiarikkamad kvandid tekivad äärmuslikemates keskkondades nagu tugeva elektrivoolu või kuumuse korral.
Vaatamata EM kiirguse tüübile sisaldavad neid kiirguseid kandvad kvandid laineliselt muutliku tugevusega elektrilist ja magneetilist välja. Sarnaselt juhtmetes toimuvaga on magneetiline ja elektriline väli üksteise suhtes täisnurga all.

Ioniseeriva kiirguse vahemikku jääv EM kiirgus suudab aatomitelt eemaldada elektrone ning see omadus hakkab lainepikkuse lühenedes paistma umbes sealmaal, kus lainepikkus hakkab molekulide mõõtmete suurusest väiksemaks jääma lühema lainepikkusega UV valguse spektrist.

Absoluutset miinimumi gammakiirguse või maksimumi raadiolainete lainepikkustele ei teata.

Kiirguse kümnekordsel sageduse muutusel muutub kümnekordselt ka selle footonite energiasisaldus ning sügavamalt läbivad erinevaid materjale energilisemad osakesed.

Kvantide energiasisaldust saab leida sagedust teades kiirguse sageduse korrutamisel Planck'i konstandiga.

Elektronvolt on 1,6 korda 10 astmes -19 dzauli. 1 dzaul on energia hulk, mis kulub 1 kg kiirendamisel ühe sekundiga kiirusele 1 meeter sekundis. Umbes sama energiahulk kulub Maa gravitatsiooni juures 100 grammisele objektile 1 sekundi jooksul. Elektronvoldi energiat saaks kujutleda nii: Kui dzauli tähistada kuubikuga, mille külg oleks miljoni millimeetri pikkused, siis 1 elektronvolt moodustaks sellest 1 km küljepikkusega kuubist 0,16 kuupmillimeetrit. Raadiolained jäävad ~100 megahertsi piirkonda ja nende energiasisaldus paistab üle miljardi korra väiksema energiahulgaga, kui need 1,6 kuupmilliteetrit.

Aatomite diameeter jääb 62-520 pikomeetri vahele.

Gamma kiirguse lainepikkus on alla 10 pikomeetri ja selles toimuv võnkumine võib piisava energiasisalduse korral toimuda vaatamata valguse kiirusel liikumisele korduvalt aatomituuma mõõtmetes piirkonna läbimisel.

Röngtenkiirgus algab sellest madalama lainepikkuse kiirguse korral olles 0,01-10 nanomeetrit.

Ultraviolettvalguse lainepikkus on 10-390 nm.

Nähtava valguse lainepikkus on 390-750 nanomeetrit.

Infrapunavalguse lainepikkus on 0,7-300 mikromeetrit ja normaalsel kehatemperatuuril kiirgab keha seda ~12 mikromeetrise lainepikkuse juures. See omab soojendavat effekti nagu ka kõik teised elektromagnetkiirguse versioonid.

Mikrolainete lainepikkused jäävad ~1 mm ja 30 cm vahele.

Raadiolained on infrapunakiirgusest pikema lainepikkusega lained, millele pole maksimumpikkust antud. Neid saab tekitada elektri juhtimisel läbi juhtme ja voolu järgneval peatamisel. Vahelduvvoolu korral muudab vool juhtmes oma suunda tihedalt ja selle suunamuutuse sageduse juures võib tekkida raadiolaineid.


Fluorestsents on tavaliselt nõrgema energiasisaldusega elektromagnetlainete eritumine pärast teise sagedusega footonite eritumist. Elektronid suudavad omastada footoni ja saadud energia tõttu minna kõrgemale orbiidile aatomituuma ümber (ergastatud olek). See ei kesta kaua ja ruttu lagetakse madalamale orbiidile, misjärel eraldub osa energiat kaotanud footon. Tiheda kiirguse juures võib esineda enne madalamale orbiidile tagasilangemist mitme footoni neeldumine ja see võib põhjustada erandina algkiirgusest suurema energiasisaldusega footonite eritumist.

UV kiirgust saab tekitada elektri juhtimisel läbi elavhõbeda aurude. Fluorentslambid töötavad sellel põhimõttel, kuid nähtava valguse saamiseks neeldub UV ümbritsevas materjalis ja footonid vabanevad fluorestsentsiga nähtavas vahemikus pärast energia kaotust.


Röngtenkiirguse tekitamiseks juhitakse mitmetuhande voldist elektrivoolu läbi vaakumilähedase keskkonna. Röngtenkiirguse footonid erituvad umbes ristisuunas elektrivooluga.

Nähtava valguse tekitamiseks sobib kuumus. 525 kraadi C (Draper'i punkt) juures hakkavad peaaegu kõik tahked materjalid punast valgust eritama. Kõrgemate temperatuuride korral eritub lühema lainepikkusega nähtava valguse footoneid.

Nähtavat valgust kasutav mikroskoop ei suuda eristada objekte, mis on väiksemad selle poolest lainepikkusest.

Võib-olla sarnasel põhjusel kasutatakse molekulide ehituse aatomi täpsusel tuvastamiseks röngtenkiirgust (röngtenkristallograafia), kus korrapäraselt kristallis asuvates molekulidest juhitakse läbi röngtenkiirgust, mille lainepikkus võib olla kordades väiksem ka kõige väiksematest aatomitest.

Gamma kiirgusel footoneid saab tekitada radioaktiivsete tuumade lagunemisel koos teiste lagunemisel vabanenud osakestega.

Lasereid võib luua lisaks infrapuna, valguse ja UV kiirgusele luua ka röngtenkiirte eritamiseks. Mikrolaineid ja raadiolaineid sarnaselt tekitavaid seadmeid nimetatakse maseriteks.