طیف الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی، طیف گسترده‌ای از تمام بسامدهای احتمالی پرتوهای الکترومغناطیسی است.طیف الکترومغناطیسی هر جسم، نشانه پخش پرتوهای الکترومغناطیسی جذب شده و یا تولید شده توسط آن جسم است.

گسترش طیف‌های الکترومغناطیسی بگونه‌ای است که از بسامدهای کم مورد استفاده در رادیوهای مدرن گرفته تا پرتوهای گاما با طول‌موج کوتاه را دربر می‌گیرد و می‌تواند طول‌موج‌هایی را در هزاران کیلومتر دورتر تا کسری از اندازه اتم پوشش دهد.محدوده طول موج‌های بلند به اندازه گیتی است اما محدوده طول‌موج کوتاه در حد طول پلانک است؛ همچنین در اصل، بی‌نهایت و زنجیره‌ای است.

طول طیف

موج‌های EM توسط سه ویژگی فیزیکی بسامد f، طول‌موج λ و انرژی فوتون E تعریف شده است.برد بسامدها از ۲.۴x۱۰^۲۳ هرتز (۱ الکترون‌ولت پرتوی گاما) به پایین آمده تا به نوسان پلاسما فضای متوسط یونیزه میان ستاره‌ای می‌رسد.طول موج برابر معکوس موج بسامد است بنابراین دارای طول‌موج بسیار کوتاه است که در حد کسری از اتم می‌باشد درحالی‌که طول موج می‌تواند به بلندای کل جهان باشد.انرژی فوتون با موج بسامد متناسب می‌باشد بنابراین پرتوهای گاما دارای بالاترین انرژی هستند (در حدود یک میلیارد الکترون‌ولت) درحالی‌که موج‌های رادیویی دارای کمترین انرژی (در حدود فمتو الکترون‌ولت) است.این رابطه‌ها با معادله‌های زیر نشان داده شده است:

$f = \frac{c}{\lambda}, \quad\text{یا}\quad f = \frac{E}{h}, \quad\text{یا}\quad E=\frac{hc}{\lambda},$

که در اینجا:

• c برابرست با ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه یعنی سرعت نور در خلا
• h برابرست با

$h = 6{,}626068 \cdot 10^{-34}\,\rm{J\,s} = 4{,}13567 \cdot 10^{-15} \rm{eVs} ,$

که همان ثابت پلانک است.

خصلت موجی ماده

در سال ۱۳۰۲ لوی دوبروی ( فرانسه: Louis de Broglie) مطرح کرد که هر جسمی دارای طول موجی است. طبق رابطه ی دوبروی طول موج جسمی با سرعت V برابر است با: $\lambda = \frac{h}{p} = \frac {h}{{m}{v}} \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}$

بنیاد و پایه

γ= پرتوی گاما	MIR= فروسرخ متوسط	HF= بسامد بالا
HX= Hard پرتوی ایکس	فروسرخ دور	MF= بسامد متوسط
SX= پرتوهای ایکس نرم	موج‌های رادیویی	LF= بسامد پایین
EUV= فرابنفش نسبتا بالا	EHF= بسامد بشدت بالا	VLF= بسامد بشدت پایین
NUV= فرابنفش نزدیک	SHF= بسامد بسیار بالا	VF/ULF= بسامد صوتی
نور قابل دیدن	UHF= بسامد فرابالا	SLF= بسامد بسیار پایین
NIR= فروسرخ نزدیک	VHF= بسامد بسار بالا	ELF= بسامد بشدت پایین
		Freq=بسامد

پرتوهای الکترومغناطیسی با مواد مختلف در راه‌های گوناگون در بخش‌های گوناگون طیفی تعامل می‌کند.

گونه طیف	تعامل اصلی با ماده
رادیو	یک نوسان جمعی حامل بار در مواد توده‌ای (نوسان پلاسما).یک مثال می‌تواند نوسان الکترون‌ها در آنتن باشد.
ماکروویو از راه فروسرخ دور	نوسان پلاسما، چرخش مولکولی
نزدیک فروسرخ	ارتعاش مولکولی، نوسان پلاسما (فقط در فلزات)
قابل دیدن	برانگیختگی مولکولی الکترون (شامل مولکول‌های رنگ‌دانه واقع در شبکیه چشم)، نوسان پلاسما (فقط در فلزات)
فرابنفش	برانگیختگی مولکولی و ظرفیت اتمی الکترون، شامل پس‌زنی الکترون‌ها (اثر فوتوالکتریک)
پرتوهای ایکس	برانگیختگی و پس‌زنی هسته اتمی الکترون، پراکندگی کامپتون (برای عددهای اتمی کم)
پرتوهای گاما	تخلیه پر انرژی هسته الکترون‌ها در عنصرهای سنگین، پراکندگی کامپتون (برای هر عدد اتمی)، تحریک هسته‌های اتمی شامل شامل تفکیک از هسته
پرتوهای پر انرژی گاما	ایجاد ذره و پاد ذره.در بسیاری از پر انرژی‌ها، یک فوتون می‌تواند به‌محض تعامل با ماده یک دوش از ذره‌ها و پاد ذره‌های پرانرژی بگیرد.

جستارهای وابسته

• تابش الکترومغناطیسی

منبع

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Electromagnetic spectrum»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۳۰ شهریور ۱۳۸۹).