Шкала електромагнітних хвиль

Д. Максвелл розробив теорію електромагнітних явищ і показав, що в природі повинні існувати електромагнітні хвилі, а Г. Герц отримав і досліджував їх експериментально.

Роботи Герца, Попова, Лебедєва та інших вчених підтвердили теорію Максвелла і показали, що за допомогою коливального контуру можна отримувати електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від декількох кілометрів до 6 мм. З теорії Максвелла випливало, що світлове випромінювання являє собою дуже короткі електромагнітні хвилі, створювані природними вібраторами - атомами і молекулами.

Таким чином, до кінця минулого століття було відомо електромагнітне випромінювання з довжинами хвиль від кількох кілометрів до 6 мм і від 0,3 мм (інфрачервоне випромінювання) до 0,01 мкм (ультрафіолетове випромінювання). Потім були відкриті рентгенівські промені, які опинилися (що було встановлено пізніше) дуже короткими електромагнітними хвилями.

Вивчення радіоактивних явищ дозволило виявити електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого ще коротше, ніж рентгенівських променів. Це випромінювання було названо гамма-випромінюванням.

Пізніше були експериментально отримані електромагнітні хвилі, які заповнили були спочатку прогалини в спектрі електромагнітних хвиль.

Шкала відомих електромагнітних хвиль зображена на рис. 34.20. Розподіл електромагнітних хвиль за типами зроблено відповідно до способами їх порушення. Ті ділянки шкали, де діапазони хвиль різних типів перекривають один одного, показують, що хвилі таких довжин можна отримати двома способами. Так, наприклад, хвилі довжиною близько 1 мм можна отримати за допомогою штучного вібратора і при тепловому випромінюванні. Зрозуміло, фізичні властивості цих хвиль абсолютно однакові, так як вони визначаються довжиною хвилі, а не методом їх порушення.

З рис. 34.20 видно, що діапазон видимого світла складає дуже малу частину спектру електромагнітних хвиль.

Дослідження електромагнітного випромінювання мають величезне значення для уточнення наших уявлень про будову речовини. Так, дослідження інфрачервоного, видимого та ультрафіолетового випромінювання допомогли з'ясувати будову молекул і зовнішніх електронних оболонок атомів; вивчення рентгенівського випромінювання дозволило встановити будову внутрішніх електронних оболонок атомів і структуру кристалів, а вивчення гамма-променів дає багато цінних відомостей про будову атомних ядер.