電磁スペクトルは、特に制限はなく、任意の正の値を取る電磁波の全ての波長の規則正しい配列から成ります。それは可視光を含む7つのセクションに分かれています。
私たちは虹を見るときの可視光の周波数に精通しています。虹は各色が異なる波長に対応しています。赤が最も長く、紫が最も短いです。
電磁スペクトル。この方式では、周波数（およびエネルギー）が左から右に増加することに注意してください。AndréOliva /パブリックドメイン
可視光範囲は、スペクトルの非常に短い領域しか占めていません。私たちが見ることができない他の領域は、電波、マイクロ波、赤外線、紫外線、X線、およびガンマ線です。
これらの地域は同時に発見されたのではなく、異なる時期に発見されました。たとえば、1867年にジェームズクラークマックスウェルによって電波の存在が予測され、1887年にハインリッヒヘルツが研究室で初めて電波を生成したため、ヘルツ波と呼ばれています。
すべてが物質と相互作用することができますが、それらが運ぶエネルギーに応じて、さまざまな方法で。一方、実際には境界がぼやけているため、電磁スペクトルの異なる領域は明確に定義されていません。
バンド
電磁スペクトルのバンド。Tatoute and Phrood / CC BY-SA（http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）
電磁スペクトルの異なる領域間の境界は、あいまいです。これらは自然な分割ではなく、実際にはスペクトルは連続体です。
ただし、バンドまたはゾーンへの分離は、その特性に従ってスペクトルを便利に特徴付けるのに役立ちます。まず、波長の長い電波から説明します。
電波
最も低い周波数の範囲は約10 4 Hzで、これは最も長い波長、通常は建物のサイズに対応します。AM、FM、市民バンドのラジオはこの範囲の波を使用しているだけでなく、VHFおよびUHFテレビ放送も使用しています。
通信のために、グリエルモマルコーニがラジオを発明した1890年頃に初めて電波が使用されました。
電波の周波数が低いため、物質への電離効果はありません。これは、電波には分子から電子を放出するのに十分なエネルギーが不足していることを意味しますが、それらは分子の振動を上げることによって物体の温度を上昇させます。
電子レンジ
マイクロ波の波長はセンチメートルのオーダーであり、ハインリッヒヘルツによって最初に検出されました。
彼らは、多かれ少なかれ水を含んでいる食物を加熱するのに十分なエネルギーを持っています。水は極性分子です。つまり、電気的に中性ですが、負の電荷と正の電荷はわずかに分離され、電気双極子を形成します。
電磁場であるマイクロ波が双極子に当たると、それらは、それらを回転させてそれらを場に整列させるトルクを生成します。この動きは、食品全体に広がるエネルギーに変換され、食品を加熱する効果があります。
赤外線
電磁スペクトルのこの部分は、19世紀初頭にウィリアムハーシェルによって発見され、可視光よりも周波数が低く、マイクロ波よりも高くなっています。
赤外線スペクトル（赤の下）の波長は、針の先端に匹敵するため、マイクロ波よりもエネルギーの放射です。
太陽放射の多くはこれらの周波数で発生します。特にキッチンバーナーや温血動物など、オブジェクトが高温である場合は、特定の赤外線が放射されます。人間には見えませんが、捕食者の中には赤外線放射と獲物を区別して、狩猟に有利な者もいます。
目に見える
それは私たちの目で検出できるスペクトルの一部であり、400から700ナノメートル（1ナノメートル、略してnmは1×10 -9 m）の波長です。
白色光にはすべての波長の混合物が含まれていますが、プリズムを通過すると個別に見ることができます。雲の中の雨滴は時々プリズムのように振る舞うので、虹の色を見ることができます。
虹の色は、可視光のさまざまな波長を表しています。出典：Pixabay。
私たちが見る色の波長（ナノメートル）は次のとおりです。
-赤：700〜620
-オレンジ：620–600
-黄：600〜580
-緑：580〜490
-青：490–450
-バイオレット：450〜400
紫外線
これは、可視光よりもエネルギッシュな領域であり、バイオレットを超える波長、つまり450 nmを超えます。
見えませんが、太陽からの放射は非常に豊富です。また、可視光線よりもエネルギーが高いため、この放射線は物質とはるかに相互作用し、生物学的に重要な多くの分子に損傷を与えます。
塩化銀などの物質と反応するため、最初は「化学線」と呼ばれていましたが、紫外線は赤外線の直後に発見されました。
X線
これらは、1895年にウィルヘルムレントゲンによってターゲットに向けられた加速電子（陰極線）の実験中に発見されました。彼らがどこから来たのか説明できないため、彼は彼らをX線と呼んだ。
これは、原子のサイズに匹敵する波長の非常にエネルギーの高い放射線であり、不透明な物体を通過してX線のように画像を生成することができます。
レントゲン写真は、X線を使用して取得されます。
彼らはより多くのエネルギーを持っているので、分子から電子を引き出すことによって物質と相互作用することができ、それゆえそれらは電離放射線の名前で知られています。
ガンマ線
これは、原子核のオーダーの波長を持つ、すべての中で最もエネルギッシュな放射です。放射性元素が崩壊してより安定した原子核になるときに放出されるため、自然界で頻繁に発生します。
宇宙には、超新星爆発にガンマ線の源があり、パルサー、ブラックホール、中性子星などの不思議な物体があります。
地球の大気は、宇宙から来るこれらの高電離放射線から惑星を保護し、その高エネルギーのために、生物組織に有害な影響を及ぼします。
用途
-電波または無線周波数は情報を伝送できるため、電気通信で使用されます。また、治療目的で組織を温め、肌の質感を改善します。
-磁気共鳴画像を取得するには、ラジオ周波数も必要です。天文学では、電波望遠鏡はそれらを使用して天体の構造を研究します。
-携帯電話と衛星テレビは、マイクロ波の2つのアプリケーションです。レーダーも重要なアプリケーションです。さらに、宇宙全体がビッグバンからのマイクロ波放射バックグラウンドに浸されており、このバックグラウンド放射の検出がこの理論を支持する最良の証拠です。
レーダーはパルスを物体に向けて放出し、エネルギーを全方向に分散させますが、その一部は反射され、物体の位置に関する情報をもたらします。出典：ウィキメディア・コモンズ。
-可視光は、環境と効果的に相互作用するために必要です。
-X線は、多くの物質の特性を決定するために、医学の診断ツールとして、また材料科学のレベルでも、複数の用途があります。
-さまざまな線源からのガンマ線は、がんの治療や食品の殺菌に使用されます。
参考文献
- Giambattista、A。2010。物理学。第2版。マグローヒル。
- Giancoli、D。2006。物理学：アプリケーションの原則。6日。エドプレンティスホール。
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- Shipman、J。2009。物理科学入門。第12版。ブルックス/コール、Cengageエディション。