Úvod

Elektromagnetické (EM) spektrum nazývame celý rozsah všetkých typov elektromagnetického žiarenia. Elektromagnetické žiarenie možno opísať ako prúd fotónov, ktoré prenášajú energiu a každý z nich sa rýchlosťou svetla pohybuje ako samostatná vlna. Jediný rozdiel medzi rádiovými vlnami, viditeľným svetlom, röntgenovými lúčmi a ďalšími typmi elektromagnetického žiarenia spočíva v energii fotónov. Rádiové vlny sú prenášané fotónmi s najnižšou energiou, mikrovlny majú o niečo viac energie ako rádiové vlny, infračervené žiarenie – ešte viac energie, a za nimi nasledujú viditeľné lúče, UV, röntgenové lúče a gama lúče.

Elektromagnetické spektrum v skratke

V závislosti od energie prenášanej fotónom sa fotón správa skôr ako vlna (pri nízkej energii), alebo skôr ako častica (pri vysokej energii). Toto je prejavom tzv. časticovo-vlnového dualizmu (termín je prevzatý z kvantovej mechaniky) – fotóny sú aj častice aj vlny. Fotóny vykazujú buď jednu, alebo druhú svoju stránku v závislosti od určitých fyzikálnych podmienok. Časticovo-vlnový dualizmus sa najvýraznejšie prejavuje pri elementárnych časticiach. Tento princíp platí pre väčšie objekty, ale čím väčší je jeden objekt, tým menšie sú jeho vlnové vlastnosti. Nemôžeme hovoriť o fyzickom rozdiele v typoch elektromagnetického žiarenia – neexistuje žiadne, ale iba odlišné správanie spôsobené výlučne energiou fotónov.

Každá z týchto troch veličín súvisí s ostatnými takto:

kde c je rýchlosť svetla vo vákuu, c = 299 792,458 m/s alebo približne 300 000 km/s, h je Planckova konštanta, h = 6,626 × 10 − 34 J · s = 4.136 × 10 − 15 eV · s.

Rýchlosť svetla aj Planckova konštanta sú konštanty, ktoré za žiadnych okolností nemenia svoju hodnotu. Obrázok 1 ukazuje vzťah medzi vlnovou dĺžkou a  frekvenciou v závislosti od spektrálneho rozsahu a prevod medzi tromi veličinami uvedenými vyššie je vyobrazený na Obrázku 2.

Pokiaľ vlny elektromagnetického spektra prechádzajú cez médium (alebo sú v  médiu), v ktorom je hmota (t. j. nie sú vo vákuu), potom sa ich dĺžka skracuje. Ale aj v takýchto prípadoch vedci berú do úvahy vlnové dĺžky vo vákuu a hovoria o vlnových dĺžkach elektromagnetického žiarenia.