คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่มีประจุไฟฟ้าและพลังงานแม่เหล็กโดยไม่ต้องใช้สื่อในการแพร่กระจาย เราสามารถพบการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้มากมายในชีวิตประจำวันเช่นเทคโนโลยีของรังสีเอกซ์ไมโครเวฟและสัญญาณที่สมาร์ทโฟนได้รับ ขึ้นอยู่กับความยาวหรือความถี่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสเปกตรัมต่อเนื่องซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแต่ละประเภทถูกกำหนดไว้ในช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจง สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยคลื่นวิทยุไมโครเวฟรังสีอินฟราเรดแสงที่มองเห็นได้รังสีอัลตราไวโอเลตรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา
คลื่นวิทยุ
คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยาวที่สุดโดยมีช่วงความถี่ต่ำสุดในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ความยาวคลื่นวิทยุอยู่ในช่วง 0.3 ถึง 600 เมตรโดยมีช่วงความถี่ประมาณ 5 × 105 เฮิรตซ์ถึง 109 เฮิรตซ์ คลื่นเหล่านี้ถูกแผ่ออกโดยประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่แบบเร่งและโดยการสั่นของประจุในวงจรไฟฟ้า (เช่นวงจร LC)
(อ่านเพิ่มเติม: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความหมายและคุณสมบัติ)
ตามความถี่คลื่นวิทยุแบ่งออกเป็นหลายแถบ คลื่นสั้นอยู่ในความถี่ 500 kHz ถึง 54 MHz ภายในมีแถบวิทยุ AM ซึ่งมีความถี่ 530 kHz ถึง 1710 kHz นอกจากนี้ยังมีคลื่นทีวีในช่วง 54 MHz ถึง 1000 MHz ในนั้นมีคลื่นวิทยุ FM ซึ่งมีความถี่ 88 MHz ถึง 108 MHz
ไมโครเวฟ
ไมโครเวฟมีความยาวคลื่นสั้นและมีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟถูกสร้างขึ้นโดยหลอดสุญญากาศกำลังสูงอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (เช่นทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม) ไดโอดอุโมงค์ไดโอด Gunn และอื่น ๆ ช่วงความยาวคลื่นไมโครเวฟคือ 10-3 เมตรถึง 0.3 เมตร ความถี่มีตั้งแต่ 109 Hertz ถึง 3 × 1011 Hertz
การใช้ไมโครเวฟหนึ่งครั้งสามารถมองเห็นได้บนเรดาร์ (Radio Detection and Ranging) เรดาร์เป็นเทคนิคที่ใช้ในการตรวจจับระยะทางความเร็วและลักษณะอื่น ๆ ของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ นอกจากนี้ไมโครเวฟยังใช้ในเตาไมโครเวฟอีกด้วย
อินฟราเรดเรย์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อไปคือรังสีอินฟราเรด คลื่นอินฟราเรดมีความยาวคลื่นสั้นกว่า แต่มีความถี่สูงกว่าไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่าคลื่นความร้อน ความยาวตั้งแต่ 8 × 10-7 เมตรถึง 10-3 เมตรโดยมีความถี่ 3 × 1011 เฮิรตซ์ถึง 4 × 1014 เฮิรตซ์
แหล่งที่มาหลักของรังสีอินฟราเรดคือรังสีความร้อนที่ปล่อยออกมาจากวัตถุร้อนทั้งหมด เมื่อวัตถุได้รับความร้อนอะตอมและโมเลกุลที่ประกอบกันจะได้รับพลังงานความร้อนและสั่นสะเทือนด้วยแอมพลิจูดที่มากขึ้น พลังงานถูกปลดปล่อยออกมาโดยการสั่นของอะตอมและโมเลกุลในรูปของรังสีอินฟราเรด ยิ่งวัตถุมีอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใดอะตอมและโมเลกุลก็จะสั่นสะเทือนแรงขึ้นและจะสร้างรังสีอินฟราเรดได้มากขึ้น
แสงที่มองเห็น
แสงที่มองเห็นเป็นพื้นที่ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถตรวจจับได้โดยตรงด้วยตา แสงที่มองเห็นได้หรือที่เรียกว่าแสงสีขาวประกอบด้วยสีต่างๆเจ็ดสี เราสามารถมองเห็นสีเจ็ดสีเป็นสีรุ้งเมื่อแสงแดดถูกหักเหด้วยหยดน้ำ ในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้แสงสีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุดในขณะที่สีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด
รังสีอัลตราไวโอเลต
แสงอัลตราไวโอเลตเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นประมาณ 380 นาโนเมตรถึง 10 นาโนเมตร ช่วงความถี่มีตั้งแต่ 8 × 1014 เฮิรตซ์ถึง 3 × 1016 เฮิรตซ์ รังสีนี้มีชื่อว่าอัลตราไวโอเลตเนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับความถี่ที่มากกว่าความถี่ของแสงสีม่วงในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้
แสงอัลตราไวโอเลตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันเช่นเพื่อฆ่าเชื้อโรคในการทำน้ำให้บริสุทธิ์การใช้หลอด UV และสำหรับการผ่าตัดตาเลสิก
เอ็กซ์เรย์
รังสีเอกซ์เป็นสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 10-13 เมตรถึง 10-8 เมตร ความถี่มีตั้งแต่ 3 × 1016 เฮิรตซ์ถึง 3 × 1019 เฮิรตซ์ รังสีเอกซ์เป็นรังสีพลังงานสูงชนิดหนึ่งที่สามารถทะลุผ่านวัสดุหลายประเภทได้อย่างง่ายดาย
รังสีเอกซ์มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่ารังสีเรินต์เกนซึ่งมีชื่อเรียกมาจากผู้ค้นพบคือวิลเฮล์มเคเรินต์เก้นในปี พ.ศ. 2438 ในเวลานั้นเรนต์เก้นไม่สามารถระบุลักษณะของรังสีได้เขาจึงใช้สัญลักษณ์ X ปัจจุบันรังสีเอกซ์ถูกใช้อย่างแพร่หลายสำหรับรังสีเอกซ์และ รังสีบำบัดหรือรังสีรักษา
รังสีแกมมา
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดสุดท้ายคือรังสีแกมมา รังสีแกมมาเป็นคลื่นที่สั้นที่สุดที่มีความถี่มากที่สุดเมื่อเทียบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ความยาวระหว่าง 0.6 × 10-14 เมตรถึง 10-10 เมตร ในขณะเดียวกันความถี่อยู่ที่ 3 × 108 Hertz ถึง 5 × 1022 Hertz แหล่งที่มาของรังสีแกมมาได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์และกัมมันตภาพรังสีนิวเคลียร์
รังสีแกมมาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับกระบวนการฉายรังสีในการรักษามะเร็งและเนื้องอก นอกจากนี้ยังสามารถใช้รังสีแกมมาในการสร้างไอโซโทปรังสีและเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างโลหะ
