1. Fale radiowe (promieniowanie radiowe) –3·103 – 3·1012 Hz. Fale radiowe są nośnikiem dla programów radiowych i telewizyjnych, a także wszelkich innych sygnałów dźwiękowych. Najpierw są one przetwarzane przez nadajnik na odpowiednio modelowane drgania elektronów, które są emitowane przez antenę nadajnika w postaci fali radiowej. Gdy fala ta dotrze do anteny zbiorczej odbiornika, jest ponownie przekształcana na dźwięk lub obraz.
Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe.
a.) Fale bardzo długie VLF 3–30 kHz (długości 10–100 km).
Fale bardzo długie w wyniku bardzo małego tłumienia i dużej dyfrakcji (łatwo uginają się na przeszkodach) rozchodzą się na duże odległości za pomocą fali powierzchniowej. Ulegają również odbiciu od najniższych warstw jonosfery o bardzo niskiej gęstości elektronowej i praktycznie nie wnikają dalej. Zasięg fal bardzo długich jest duży i wynosi, zarówno w dzień i w nocy, kilka tysięcy kilometrów.
Ponieważ fale VLF mogą przenikać przez wodę morską, są wykorzystywane do komunikacji z okrętami podwodnymi zanurzonymi na niewielkich głębokościach.Fale VLF stosowane są również w elektromagnetycznych badaniach geofizycznych, jak również w systemach nawigacyjnych dalekiego zasięgu, np. RSDN-20
b.) Fale długie (fale kilometrowe) (LF), 30-300 kHz i długości 10-1 km. Zakres ten jest przeznaczony głównie dla rozgłośni radiowych w I regionie ITU (Europa, Afryka i Bliski Wschód). Obecnie w programowej radiofonii europejskiej używany jest zakres 144–288 kHz z odstępami pomiędzy kanałami wynoszącymi 9 kHz. W paśmie fal długich na częstotliwości 225 kHz nadaje Polskie Radio Program I
c.) Fale średnie (fale hektometrowe), MF - o częstotliwości: 300-3000 kHz i długości 1000-100 m. Fale średnie rozchodzące się w jonosferze ulegają silnej absorpcji. W ciągu dnia tłumienie jest tak duże, że fala jonosferyczna praktycznie nie występuje i o zasięgu decyduje jedynie fala przyziemna. Po zmroku absorpcja fali jonosferycznej ulega zmniejszeniu i zasięg zwiększa się do kilkuset kilometrów.
W zakresie średniofalowym działały i nadal działają urządzenia radiowe systemów nawigacyjnych stosowanych w żegludze i lotnictwie. Na tzw. częstotliwościach pośrednich nadają stacje referencyjne DGPS. W tym zakresie nadawane są komunikaty meteorologiczne systemu Navtex (518 kHz).
d.) (krótkie fale), HF –częstotliwości: 3-30 MHz i długości 10–100 m. Z uwagi na propagację (rozprzestrzenianie się fal radiowych zależne zarówno od właściwości samych fal jak i warunków panujących w środowisku) używane zwłaszcza do łączności na duże odległości.
W paśmie tym nadaje dużo stacji amatorskich. Nadawcy ci nazywają się krótkofalowcami. W Polsce zrzeszeni są w Polskim Związku Krótkofalowców (PZK).
efektem charakterystycznym dla fal krótkich jest zjawisko "echa".
e.) fale metrowe, fale ultrakrótkie częstotliwości od 30 do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 do 1 metra.
Fale ultrakrótkie używane są zwłaszcza do łączności na mniejsze odległości. W tym zakresie działają telewizja naziemna, radiofonia, sieć pagerowa oraz różne systemy łączności lokalnej – np. w lotnictwie, policji, innych służbach, radiu taxi i wielu innych.
f.) Fale decymetrowe (VKF), UHF o częstotliwości: 300-3000 MHz i długości 1000-100 mm.
Pasmo fal decymetrowych wykorzystywane jest przez sieci telefonii komórkowej. Technologia UMTS wykorzystuje częstotliwości wokół 1,9 GHz i 2,1 GHz
Bezprzewodowe sieci komputerowe Wi-fi pracują w tym paśmie. Częstotliwość ta wykorzystywana jest też w łączności Bluetooth. Na tych częstotliwościach rozwinął się system kolorów PAL, NTSC i SECAM.
g.) Fale centymetrowe SHF częstotliwości: 3-30 GHz i długości 100-10 mm.
Są stosowane w łączności satelitarnej up-link, down-link, międzysatelitarnej, radioliniach łączności naziemnej, urządzeniach radiolokacyjnych (radar), radioastronomii, łączności sondami kosmicznymi (również międzyplanetarnymi i głębokiego kosmosu - sondy Pioneer i Voyager, sonda Deep Space). W tym zakresie pracują też niektóre bezprzewodowe sieci komputerowe Wi-Fi (5 GHz) i WiMax. Pasmo SHF występuje również w połączeniu konwerter - dekoder poprzez kabel koncentryczny.
h.) Fale milimetrowe EHF – zakres fal radiowych (pasmo radiowe) obejmujący częstotliwości: 30-300 GHz i długości 10-1 mm.
Stosowane w łączności satelitarnej, radiolokacji (radar), radioastronomii, ostatnio - w badaniach nad bronią elektromagnetyczną.
i.) Fale submilimetrowe o częstotliwości: 300-3000 GHz i długości 1000-100 μm.
2. Mikrofale = 3·109 – 3·1012 Hz, a długości λ = 10−4 – 0,1 m [2]. Promieniowanie mikrofalowe może być pochłaniane przez materię na dwa różne sposoby. Pierwszym z nich jest polaryzacja dipolowa. Drugi mechanizm pochłaniania promieniowania mikrofalowego opiera się na przewodnictwie jonowym. Ziemska atmosfera pochłania całkowicie promieniowanie mikrofalowe o częstotliwości powyżej 300 GHz.
Podstawowe zastosowania mikrofal to radar i łączność
radary mikrofalowe do wykrywania, namierzania, rozpoznania, identyfikacji, (systemy IFF); w zastosowaniach militarnych i cywilnych, na lądzie, wodzie, w powietrzu i w przestrzeni kosmicznej
naprowadzanie broni na cel
radiozapalniki – w pociskach przeciwlotniczych i przeciwrakietowych
radarowy pomiar prędkości
radar antykolizyjny
radary geodezyjne – sporządzanie map powierzchni Ziemi i innych ciał niebieskich
łączność radioliniowa punkt-punkt, również na większe odległości – z zastosowaniem wielu przęseł radiolinii
łączność satelitarna do i z satelity na ziemię, w tym: łączność telefoniczna, faksowa, szeroko pojęta transmisja danych, radiodyfuzja satelitarna: telewizja i radiofonia
łączność międzysatelitarna
łączność z satelitami badawczymi, kosmicznymi sondami międzyplanetarnymi i do badania dalekiego kosmosu sondy: Viking,Pionier, Deep Space 1
radioastronomia – badanie kosmosu w zakresie mikrofalowym przy pomocy radioteleskopów
kuchenka mikrofalowa do rozmrażania, podgrzewania i gotowania żywności
suszenie mikrofalowe w przemyśle, osuszanie budynków
pomiary wilgotności
maser to urządzenie podobne do lasera, tyle że działa w zakresie mikrofalowym – jako wzorce częstotliwości i czasu
telefony komórkowe: standardu GSM oraz UMTS
nawigacja: system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości; inne systemy nawigacyjne: rosyjski GLONASS, europejski Galileo
bezprzewodowe sieci komputerowe
łączność pomiędzy urządzeniami bluetooth
energetyka przekazywanie energii elektrycznej przy pomocy mikrofal na duże odległości np z orbity na ziemię
reaktor mikrofalowy używany w chemii do przeprowadzania reakcji w warunkach naświetlania mikrofalami
Ultrafiolet (UV, promieniowanie ultrafioletowe, nadfiolet) –zakres długości fali od 10 nm do 400 nm.
Do celów spektroskopii stosuje się podział na ultrafiolet:
skrajny – długość fali: 10-121 nm
daleki – długość fali: 122-200 nm
pośredni – długość fali: 200-300 nm
bliski – długość fali 300-400 nm
Słońce emituje ultrafiolet w zakresie UV-A, UV-B i UV-C, ale ziemska atmosfera pochłania całkowicie UV-C oraz część UV-B w warstwie ozonowej
zastosowanie
W lampie jarzeniowej ultrafiolet wytwarzany jest z użyciem rozprężonych par rtęci, przez które płynie prąd elektryczny. Luminofor pochłania to promieniowanie i emituje światło białe. Lampa kwarcowa emituje promieniowanie ultrafioletowe, które wykorzystuje się w solarium do sztucznego opalania. Ultrafiolet powoduje świecenie (fluorescencję) wielu substancji chemicznych. Można go wykorzystać do analizy zabezpieczonych przed podrobieniem banknotów albo w oględzinach miejsca zbrodni. Fluorescencyjne znaczniki mogą służyć do oznaczania badanych substancji organicznych, dzięki czemu można łatwo obserwować ich przemiany w organizmach żywych. Ultrafiolet C ma własności bakteriobójcze.
Promieniowanie ultrafioletowe pozwala na wykonanie w technice fotolitografii elementów półprzewodnikowych. Można uzyskać rozdzielczości wzorów rzędu 90 nm (procesory Intel Pentium 4, AMD Athlon 64). Niektóre owady, np. pszczoły, widzą promieniowanie ultrafioletowe. Również rośliny mają specjalne receptory, które reagują na ultrafiolet.
Światło widzialne – ta część promieniowania elektromagnetycznego, na którą reaguje siatkówka oka człowieka w procesie widzenia.
Dla człowieka promieniowanie to zawiera się w przybliżeniu w zakresie długości fal 380-780 nm (co najmniej), dla innych zwierząt zakres ten bywa inny lecz o zbliżonych wartościach.
Fizjologia oka (to, że dobrze widzimy w paśmie ok. 400-700 nm) może być związana z faktem, że woda morska transmituje światło widzialne. Można również doszukiwać się powiązań ewolucyjnych między wykorzystywaniem światła przez barwniki fotosyntetyczne, fitochromy i fotoreceptory.
Promieniowanie cieplne (termiczne) to promieniowanie, które emituje ciało mające temperaturę większą od zera bezwzględnego gdy znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej z promieniowaniem. Przykładem promieniowania cieplnego jest podczerwień emitowana przez wszystkie ciała w naszym otoczeniu.
Podczerwień (promieniowanie podczerwone) IR –od 780 nm do 1 mm.
Każde ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego emituje promieniowanie cieplne Już w temperaturze kilku kelwinów ciała emitują promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie dalekiej podczerwieni, ciała o temperaturze pokojowej emitują najwięcej promieniowania o długości fali rzędu 10 μm. Przedmioty cieplejsze emitują więcej promieniowania i o mniejszej długości, co pozwala na ich łatwe wykrycie.
Funkcjonuje kilka podziałów podczerwieni na pasma, używanym w Polsce jest:
bliska podczerwień (ang. near infrared, NIR), 0,7-5 μm)
średnia podczerwień (ang. mid infrared, MIR), 5-30 μm)
daleka podczerwień (ang. far infrared, FIR), 30-1000 μm)
Zastosowania:
Podczerwień stosowana jest w noktowizji, w użyciu są dwa sposoby noktowizji:
Bierna – detektor rejestruje promieniowanie podczerwone wysyłane przez przedmioty i jeśli nie są one oświetlone przez inne źródła podczerwieni, to ich promieniowanie zależy od ich temperatury. Zasada ta umożliwia zbudowanie termowizora, który pozwala widzieć w ciemności obiekty cieplejsze od otoczenia. Na tej zasadzie działa pirometr służący do zdalnego pomiaru temperatury.
Czynna – polega na emisji podczerwieni i skierowaniu jej na obserwowany obiekt oraz obserwacji odbitego promieniowania. Najpopularniejszym źródłem podczerwieni są ciała rozgrzane, dioda świecąca w podczerwieni LED, ale czasami wykorzystuje się też półprzewodnikowe lasery podczerwone.
odczyt płyt CD laserem o długościach 650-790 nm;
pomiar odległości – dalmierze podczerwone w zakresie 0,25-1,5 μm (w tachymetrii, w triangulacji pomiar bazy w sieci triangulacyjnej), skanery laserowe pracujące w zakresie do 80 μm (pomiar opóźnienia);
przekaz danych w światłowodzie – przepustowość kanału powyżej 1 Gb/s (gigabita na sekundę);
przekaz danych w powietrzu, zdalne sterowanie z pilota, w tym komunikacja w standardzie IrDA;
promienniki podczerwieni stosowane w niektórych typach saun lub do ogrzewania wnętrz (np. parasol grzewczy);
w zdjęciach satelitarnych m.in. prądów morskich, zachmurzenia – wysokie, zimne chmury są jasne, niższe szare;
obserwacje kosmosu w podczerwieni (np. projekt 2MASS);
badanie historii obrazu malarskiego – w podczerwieni widać wcześniejsze warstwy szkiców i przemalowywań;
sterowanie zwrotnicami tramwajowymi.
Promieniowanie rentgenowskie (promieniowaniem X–od 10 pm do 10 nm. promieniowanie rtg.
Zakresy promieniowania rentgenowskiego
twarde promieniowanie rentgenowskie – długość fali od 5 pm do 100 pm
miękkie promieniowanie rentgenowskie – długość fali od 0,1 nm do 10 nm
Promieniowanie rentgenowskie jest wykorzystywane do uzyskiwania zdjęć rentgenowskich, które pozwalają m.in. na diagnostykę złamań kości i chorób płuc oraz do rentgenowskiej tomografii komputerowej. Wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie (rzędu MeV) stosowane jest jako wygodna alternatywa napromieniowania za pomocą radioizotopów (brak konieczności okresowej wymiany materiału promieniotwórczego) w radioterapii niektórych nowotworów[2]. Promieniowanie takie generowane jest zwykle w wyniku bombardowania tarczy wolframowej (lub z dużym udziałem tego metalu) strumieniem elektronów pochodzących z akceleratorów liniowych[3]. Do naświetleń powierzchownych nowotworów wykorzystuje się także niżej energetyczne promieniowanie rentgenowskie z zakresu 80–250 kV[4][5].
Promieniowanie gamma –częstotliwości większej od 2,42 EHz, a długości fali mniejszej od 124 pm. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych, a promieniowanie rentgenowskie, w wyniku zderzeń elektronów z atomami. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym.
Promienie gamma mogą służyć do sterylizacji sprzętu medycznego, jak również produktów spożywczych. W medycynie używa się ich w radioterapii (tzw. bomba kobaltowa) do leczenia raka, oraz w diagnostyce np. pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa. Ponadto promieniowanie gamma ma zastosowanie w przemyśle oraz nauce, np. pomiar grubości gorących blach stalowych, pomiar grubości papieru, wysokości ciekłego szkła w wannach hutniczych, w geologii otworowej (poszukiwania ropy i gazu ziemnego), w badaniach procesów przemysłowych (np. przepływu mieszanin wielofazowych, przeróbki rudy miedzi). Promieniowanie γ ma zastosowanie w badaniach z dziedziny chemii radiacyjnej.