विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम

विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम विद्युत चुम्बकीय विकिरण के आवृत्तियों (स्पेक्ट्रम) और उनके संबंधित तरंग दैर्ध्य और फोटॉन ऊर्जा की सीमा है।

विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम विद्युत चुम्बकीय तरंगों को एक हर्ट्ज से नीचे 1025 हर्ट्ज तक लेकर आवृत्तियों के साथ, एक परमाणु नाभिक के आकार के एक अंश के लिए हजारों किलोमीटर से तरंग दैर्ध्य से जुड़ा हुआ होता है। यह आवृत्ति रेंज अलग बैंड में विभाजित है, और प्रत्येक आवृत्ति बैंड के भीतर विद्युत चुंबकीय तरंगों को अलग-अलग नामों से बुलाया जाता है; स्पेक्ट्रम की कम आवृत्ति (लंबी तरंगदैर्ध्य) की शुरुआत से ये हैं: उच्च आवृत्ति (लघु तरंगदैर्ध्य) के अंत में रेडियो तरंग, माइक्रोवेव, अवरक्त, दृश्यमान प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरण। इनमें से प्रत्येक बैंड में विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अलग-अलग विशेषताओं होती है, जैसे कि उन्हें कैसे उत्पादित किया जाता है, वे किस प्रकार बात करते हैं, और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। लंबी तरंग दैर्ध्य की सीमा ब्रह्मांड का आकार है, जबकि यह माना जाता है कि लघु तरंगदैर्ध्य सीमा प्लैंक की लंबाई के आसपास है। गामा किरण, एक्स-रे और उच्च पराबैंगनी को आयनित विकिरण के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि उनके फोटानों में परमाणुओं को आयनित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। इन किरणों के लिए जोखिम एक स्वास्थ्य खतरा हो सकता है, जिससे विकिरण बीमारी, डीएनए क्षति और कैंसर हो सकता है। दृश्यमान प्रकाश तरंग दैर्ध्य और निम्न के विकिरण को विकिरण नॉनोनाइजिंग कहा जाता है क्योंकि वे इन प्रभावों का कारण नहीं बन सकते हैं।

ऊपर की अधिकांश आवृत्ति बैंड में, स्पेक्ट्रोस्कोपी नामक एक तकनीक को विभिन्न आवृत्तियों की शारीरिक रूप से अलग-अलग तरंगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो कि घटक आवृत्तियों को प्रदर्शित करने वाले स्पेक्ट्रम का उत्पादन करता है। स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग पदार्थ के साथ विद्युत चुंबकीय तरंगों के इंटरैक्शन का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के तहत अन्य तकनीकी उपयोगों का वर्णन किया गया है।

विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम खोज का इतिहास
अधिकांश इतिहास के लिए, दृश्यमान प्रकाश विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का एकमात्र ज्ञात भाग था। प्राचीन यूनानियों ने स्वीकार किया कि प्रकाश ने सीधी रेखाओं में यात्रा की और अपनी कुछ गुणों का अध्ययन किया, जिसमें प्रतिबिंब और अपवर्तन शामिल थे। प्रकाश का अध्ययन जारी रहा, और 16 वीं और 17 वीं शताब्दी के दौरान विवादित सिद्धांतों ने प्रकाश या किसी कण के रूप में प्रकाश माना।

दृश्य प्रकाश के अलावा विद्युत चुम्बकीय विकिरण की पहली खोज 1800 में हुई, जब विलियम हेर्सल ने अवरक्त विकिरण की खोज की। वह प्रिज्म द्वारा प्रकाश विभाजित करके थर्मामीटर को स्थानांतरित करके विभिन्न रंगों के तापमान का अध्ययन कर रहा था। उन्होंने देखा कि उच्चतम तापमान लाल से परे था। उन्होंने यह सोचा कि यह तापमान परिवर्तन “कैलोरीफ किरणों” के कारण होता था जो कि एक प्रकार की हल्की किरण नहीं देखा जा सकता था।

अगले साल, जोहान रित्र, स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर काम कर रहे थे, उन्होंने “रासायनिक किरण” (अदृश्य प्रकाश किरण जो कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रेरित किया) कहा था। ये समान रूप से दिखाई देने वाले वायलेट प्रकाश किरणों के साथ व्यवहार करते थे, लेकिन उनके परे स्पेक्ट्रम में थे। बाद में उन्हें पराबैंगनी विकिरण का नाम दिया गया।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण पहली बार 1845 में विद्युत चुम्बकीयता से जुड़ा था, जब माइकल फैराडे ने देखा कि प्रकाश की ध्रुवीकरण एक पारदर्शी सामग्री के माध्यम से यात्रा करने से चुंबकीय क्षेत्र पर प्रतिक्रिया की जाती है (फैराडे प्रभाव देखें)। 1860 के दशक के दौरान जेम्स मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए चार आंशिक अंतर समीकरण विकसित किए। इन दोनों समीकरणों ने क्षेत्र में तरंगों की संभावना और व्यवहार की भविष्यवाणी की। इन सैद्धांतिक तरंगों की गति का विश्लेषण करते हुए मैक्सवेल को एहसास हुआ कि उन्हें गति पर जाना चाहिए जो प्रकाश की ज्ञात गति के बारे में थी। मूल्य में यह चौंकाने वाली संयोग ने मैक्सवेल को तर्क दिया कि प्रकाश खुद ही विद्युत चुम्बकीय तरंग का एक प्रकार है।

मैक्सवेल के समीकरणों ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक अनंत संख्या की आवृत्ति की भविष्यवाणी की, सभी प्रकाश की गति पर यात्रा करते थे। यह संपूर्ण विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के अस्तित्व का पहला संकेत था।

मैक्सवेल की अनुमानित तरंगों में इन्फ्रारेड की तुलना में बहुत कम आवृत्तियों में तरंगें होती थीं, जो सिद्धांत में एक निश्चित प्रकार के एक साधारण विद्युत परिपथ में आरोपों को दोहराते हुए बनाया जा सकता है। मैक्सवेल के समीकरण को साबित करने का प्रयास करते हुए और 1886 में इस तरह के कम आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय विकिरण का पता लगाने के लिए, भौतिकविद् हेनरिक हर्टज़ ने एक उपकरण बनाया जो उत्पन्न होता है और पता चलता है कि अब रेडियो तरंग कहां हैं। हर्ट्ज ने लहरों को पाया और उनकी तरंग दैर्ध्य को मापने (और उनकी आवृत्ति से गुणा करके) अनुमान लगाने में सक्षम था कि वे प्रकाश की गति से यात्रा करते थे हर्ट्ज ने यह भी दिखाया कि प्रकाश के रूप में उसी तरीके से, नए विकिरण दोनों को अलग-अलग ढांकता हुआ मीडिया द्वारा परिलक्षित और अपवर्तित किया जा सकता है उदाहरण के लिए, हर्ट्ज पेड़ के राल के बने लेंस का उपयोग कर लहरों पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम था। बाद के प्रयोग में, हर्टज़ ने इसी तरह माइक्रोवेव के गुणों का उत्पादन और मापा। इन नए प्रकार के लहरों ने वायरलेस टेलीग्राफ और रेडियो जैसे आविष्कारों के लिए मार्ग प्रशस्त किया।

18 9 5 9 में विल्हेम रोन्टगेन ने एक उच्च वोल्टेज के अधीन एक खाली ट्यूब के प्रयोग के दौरान उत्सर्जित एक नए प्रकार के विकिरण को देखा। उन्होंने इन विकिरणों को एक्स-रे कहा और पाया कि वे मानव शरीर के कुछ हिस्सों के माध्यम से यात्रा करने में सक्षम थे, लेकिन हड्डियों जैसे घने पदार्थों द्वारा प्रतिबिंबित या बंद कर दिए गए थे। लंबे समय से पहले, दवा के क्षेत्र में उनके लिए बहुत से उपयोग मिले।

विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का अंतिम भाग गामा किरणों की खोज के साथ भर गया था। 1 9 00 में पॉल विलार्ड रेडियम के रेडियोधर्मी उत्सर्जन का अध्ययन कर रहा था, जब उन्होंने एक नए प्रकार के विकिरण की पहचान की, जिसमें उन्होंने पहले सोचा कि अल्फा और बीटा कणों के समान कणों के साथ मिलकर, लेकिन अधिक से अधिक मर्मज्ञ होने की शक्ति के साथ। हालांकि, 1 9 10 में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम हेनरी ब्रैग ने दिखाया कि गामा किरण, कणों के नहीं, और 1 9 14 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड (जिन्होंने उन्हें 1 9 03 में गामा किरणों का नाम दिया था, जब उन्हें एहसास हुआ कि वे चार्ज किए गए अल्फा और बीटा कणों से मूल रूप से अलग थे ) और एडवर्ड एंड्राडे ने अपने तरंग दैर्ध्य को मापा, और पाया कि गामा किरण एक्स-रे के समान थे, लेकिन कम तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्तियों के साथ।

स्पेक्ट्रम की रेंज
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों को आम तौर पर निम्नलिखित तीन भौतिक गुणों में से किसी भी रूप से वर्णित किया जाता है: आवृत्ति एफ, तरंगलाथ λ, या फोटान ऊर्जा ई। खगोलीय सीमा में 2.4 × 1023 हर्ट्ज (1 जीईवी गामा किरणों) से नीचे की स्थानीय प्लाज्मा आवृत्ति आयनित तारे के बीच का माध्यम (~ 1 kHz)। तरंग दैर्ध्य तरंग आवृत्ति के लिए व्युत्क्रम आनुपातिक है, इसलिए गामा किरणों पर बहुत कम तरंग दैर्ध्य होते हैं जो परमाणु के आकार के अंश होते हैं, जबकि स्पेक्ट्रम के विपरीत छोर पर तरंग दैर्ध्य ब्रह्मांड जितने लंबे हो सकते हैं। फोटोन ऊर्जा लहर आवृत्ति के लिए सीधे आनुपातिक है, इसलिए गामा किरण फोटॉनों में उच्चतम ऊर्जा (लगभग एक अरब इलेक्ट्रॉन वोल्ट) है, जबकि रेडियो तरंग फोटॉनों में बहुत कम ऊर्जा है (एक फ़ोटोटेक्विन्वोल्ल्ट के आसपास)। इन संबंधों को निम्नलिखित समीकरणों द्वारा सचित्र किया गया है:

कहा पे:
c = 299792458 मी / एस एक निर्वात में प्रकाश की गति है
ज = 6.62606896 (33) × 10-34 जे · एस = 4.13566733 (10) × 10-15 ई वी · एस है प्लैंक का स्थिरांक
जब भी विद्युत चुम्बकीय तरंगें पदार्थ के माध्यम से एक माध्यम में मौजूद होती हैं, तो उनकी तरंग दैर्ध्य कम हो जाती है। विद्युतचुंबकीय विकिरण के तरंग दैर्ध्य, चाहे वे माध्यम से यात्रा कर रहे हैं, कोई भी बात नहीं है, आमतौर पर वैक्यूम तरंग दैर्ध्य के संदर्भ में उद्धृत किए जाते हैं, हालांकि यह हमेशा स्पष्ट रूप से नहीं कहा जाता है।

सामान्यतया, विद्युत चुम्बकीय विकिरण को तरंग दैर्ध्य द्वारा रेडियो तरंग, माइक्रोवेव, टेराहर्टज़ (या उप-मिलीमीटर) विकिरण, अवरक्त, दृश्य क्षेत्र में वर्गीकृत किया जाता है जो कि प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणों के रूप में माना जाता है। ईएम विकिरण का व्यवहार इसकी तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। जब ईएम विकिरण एकल परमाणुओं और अणुओं के साथ संपर्क करता है, तो इसका व्यवहार यह प्रति मात्रा ऊर्जा (फोटोन) पर निर्भर करता है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी 400 एनएम से 700 एनएम की दृश्यमान सीमा की तुलना में ईएम स्पेक्ट्रम के एक बहुत व्यापक क्षेत्र का पता लगा सकता है। एक आम प्रयोगशाला स्पेक्ट्रोस्कोप 2 एनएम से 2500 एनएम तक तरंग दैर्ध्य का पता लगा सकता है। वस्तुओं के भौतिक गुणों, गैसों, या यहां तक ​​कि तारों के बारे में विस्तृत जानकारी इस प्रकार के डिवाइस से प्राप्त की जा सकती है। स्पेक्ट्रोस्कोप का इस्तेमाल खगोल भौतिकी में व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, कई हाइड्रोजन परमाणु एक रेडियो तरंग फोटान का उत्सर्जन करते हैं जिसमें 21.12 सेमी की तरंग दैर्ध्य होती है। इसके अलावा, 30 हर्ट्ज और नीचे की आवृत्तियों को कुछ तारकीय नीहारिकाओं और आवृत्तियों के अध्ययन में महत्वपूर्ण बना दिया जा सकता है और 2.9 × 1027 हर्ट्ज के बराबर एस्ट्रोफिजिकल स्रोतों से पाया जा सकता है।

स्पेक्ट्रम क्षेत्रीय नामों के लिए तर्क
विद्युतचुंबकीय विकिरण मामले के साथ स्पेक्ट्रम के विभिन्न तरीकों से संपर्क करता है। इन प्रकार के इंटरैक्शन इतने अलग हैं कि स्पेक्ट्रम के विभिन्न हिस्सों में ऐतिहासिक रूप से विभिन्न नाम लागू होते हैं, हालांकि ये विभिन्न प्रकार के विकिरण थे। इस प्रकार, हालांकि विद्युत चुम्बकीय विकिरण के इन “विभिन्न प्रकार” में आवृत्तियों और तरंग दैर्ध्य के मात्रात्मक रूप से निरंतर स्पेक्ट्रम होते हैं, लेकिन स्पेक्ट्रम इन गुणात्मक अंतःक्रिया अंतर से संबंधित व्यावहारिक कारणों के लिए बंट जाता है।

पदार्थ के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण बातचीत
स्पेक्ट्रम का क्षेत्र मामले के साथ मुख्य बातचीत
रेडियो थोक सामग्री (प्लाज्मा दोलन) में चार्ज वाहक के सामूहिक दोलन। एक उदाहरण एक एंटीना में इलेक्ट्रॉनों की ओसील्लेटरी यात्रा होगी।
दूर अवरक्त के माध्यम से माइक्रोवेव प्लाज्मा दोलन, आणविक रोटेशन
अवरक्त के पास आणविक कंपन, प्लाज्मा दोलन (केवल धातु में)
दर्शनीय आणविक इलेक्ट्रॉन उत्तेजना (मानव रेटिना में वर्णित वर्णक अणुओं सहित), प्लाज्मा ओएससीलेशन (केवल धातु में)
पराबैंगनी इलेक्ट्रॉनों (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव) को निकालने सहित आणविक और परमाणु वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की उत्तेजना
एक्स-रे कोर परमाणु इलेक्ट्रॉनों की उत्तेजना और निष्कासन, कॉम्पटन बिखरने (कम परमाणु संख्या के लिए)
गामा किरणें भारी तत्वों में कोर इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जावान इजेक्शन, कॉम्पटन बिखरने (सभी परमाणु संख्याओं के लिए), परमाणु नाभिक की उत्तेजना, नाभिक के विघटन सहित
उच्च ऊर्जा गामा किरण कण-एंटीपार्टिकल जोड़े का निर्माण। बहुत अधिक शक्तियों पर एक फोटॉन पदार्थ के साथ बातचीत पर उच्च-ऊर्जा कणों और एंटीपर्टीकल्स का बौछार बना सकता है।
विकिरण के प्रकार

सीमाओं
विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के क्षेत्रों (या बैंड या प्रकार) की चर्चा नीचे दी गई है ध्यान दें कि विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के बैंड के बीच कोई सटीक परिभाषित सीमाएं नहीं हैं; बल्कि वे इंद्रधनुष में बैंड की तरह एक दूसरे के रूप में विचलित हो जाते हैं (जो दृश्य प्रकाश का उप-स्पेक्ट्रम है)। प्रत्येक आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य (या प्रत्येक बैंड में) के विकिरण में स्पेक्ट्रम के दो क्षेत्रों के गुणों का मिश्रण होता है जो इसे बांटता है। उदाहरण के लिए, लाल बत्ती अवरक्त विकिरण जैसा दिखता है, जिससे यह उत्तेजित हो सकता है और कुछ रासायनिक बांडों को ऊर्जा जोड़ सकता है और वास्तव में प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार रासायनिक तंत्र और विजुअल सिस्टम के काम करने के लिए ऐसा करना आवश्यक है।

स्पेक्ट्रम के क्षेत्र
विद्युतचुंबकीय विकिरण के प्रकारों को मोटे तौर पर निम्नलिखित कक्षाओं में वर्गीकृत किया जाता है:

गामा विकिरण
एक्स-रे विकिरण
पराबैंगनी विकिरण
दर्शनीय विकिरण
अवरक्त विकिरण
तेराहर्टज़ विकिरण
माइक्रोवेव विकिरण

रेडियो तरंगें
यह वर्गीकरण तरंग दैर्ध्य के बढ़ते क्रम में जाता है, जो कि विकिरण के प्रकार की विशेषता है। हालांकि, सामान्य तौर पर, वर्गीकरण योजना सटीक है, वास्तव में, पड़ोसी प्रकार के विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के बीच अक्सर कुछ ओवरलैप होता है उदाहरण के लिए, 60 हर्ट्ज पर एसएलएफ़ रेडियो तरंगों को खगोलविदों द्वारा प्राप्त किया जा सकता है और उनका अध्ययन किया जा सकता है, या तारों पर विद्युत शक्ति के रूप में डक्ट किया जा सकता है, हालांकि उत्तरार्द्ध कठोर अर्थ में, विद्युत चुम्बकीय विकिरण नहीं है (नजदीकी और दूर तक क्षेत्र)।

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एक्स-रे और गामा किरणों के बीच का अंतर आंशिक रूप से स्रोतों पर आधारित है: परमाणु क्षय या अन्य परमाणु और परमाणु / कण प्रक्रिया से उत्पन्न फोटानों को हमेशा गामा किरण कहा जाता है, जबकि एक्स-रे अत्यधिक ऊर्जावान आंतरिक परमाणु इलेक्ट्रॉनों। सामान्य तौर पर, परमाणु संक्रमण इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण की तुलना में अधिक ऊर्जावान होते हैं, इसलिए गामा-किरण एक्स-रे से ज्यादा ऊर्जावान हैं, लेकिन अपवाद मौजूद हैं। इलेक्ट्रानिक बदलावों के अनुरूप, मूयॉनिक परमाणु संक्रमण भी एक्स-रे बनाने के लिए कहा जाता है, भले ही उनकी ऊर्जा 6 मेगाइलेक्ट्रॉनविल्ल्ट (0.96 पीजे) से अधिक हो सकती है, जबकि कई (77, 10 केवी (1.6 एफजे) से कम के रूप में जाना जाता है) कम -नीज परमाणु संक्रमण (उदाहरण के लिए, थोरियम -229 के 7.6 ईवी (1.22 एजे) परमाणु संक्रमण), और, कुछ एमयूओनिक एक्स-रे की तुलना में एक मिलियन गुना कम ऊर्जावान होने के बावजूद उत्सर्जित फोटानों को अभी भी गामा किरणों के कारण उनके परमाणु मूल

सम्मेलन है कि ईएम विकिरण जो नाभिक से आने के लिए जाना जाता है, हमेशा “गामा रे” नामक विकिरण कहा जाता है, केवल एकमात्र सम्मेलन है जो सार्वभौमिक रूप से सम्मानित है, हालांकि। कई खगोलीय गामा किरण स्रोतों (जैसे कि गामा किरण फटने) को बहुत ऊर्जावान (दोनों तीव्रता और तरंग दैर्ध्य में) परमाणु मूल होने के लिए जाना जाता है। अक्सर, उच्च ऊर्जा भौतिकी और चिकित्सा रेडियोथेरेपी में, बहुत उच्च ऊर्जा ईएमआर (> 10 मेव क्षेत्र में) – जो किसी भी परमाणु गम्मा किरण की तुलना में उच्च ऊर्जा का है- एक्स-रे या गामा-रे नहीं कहा जाता है, बल्कि इसके बजाय “उच्च ऊर्जा फोटॉनों” का सामान्य शब्द।

स्पेक्ट्रम के क्षेत्र में जहां विशेष रूप से देखा गया विद्युत चुम्बकीय विकिरण गिरता है, संदर्भ फ़्रेम-आश्रित (प्रकाश के लिए डॉपलर बदलाव की वजह से), इसलिए ईएम विकिरण जो एक पर्यवेक्षक का कहना है कि स्पेक्ट्रम के एक क्षेत्र में एक पर्यवेक्षक को दिखाई दे सकता है स्पेक्ट्रम के दूसरे भाग में पहले के संबंध में प्रकाश की गति का एक महत्वपूर्ण अंश। उदाहरण के लिए, ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि पर विचार करें। हाइड्रोजन परमाणुओं के भू-राज्य को डी-उत्तेजना द्वारा, जब यह पदार्थ और विकिरण decoupled था तब इसका उत्पादन किया गया था। ये फोटॉन, लिमन श्रृंखला के संक्रमण से थे, उन्हें विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के पराबैंगनी (यूवी) भाग में डाला गया था। अब यह विकिरण ब्रह्मांड के संबंध में धीरे-धीरे आगे बढ़ने के लिए स्पेक्ट्रम के माइक्रोवेव क्षेत्र में प्रकाश (पर्याप्त प्रकाश की तुलना में) के लिए पर्याप्त ब्रह्माण्ड संबंधी लाल बदलाव से गुजर रहा है।

आकाशवाणी आवृति
एंटीना द्वारा रेडियो तरंगों को उत्सर्जित और प्राप्त किया जाता है, जिसमें धातु रॉड रेजोनाटर जैसे कंडक्टर होते हैं। रेडियो तरंगों की कृत्रिम पीढ़ी में, एक इलेक्ट्रॉनिक यंत्र जिसे एक ट्रांसमीटर कहा जाता है एक एसी विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है जो एंटीना पर लागू होता है। ऐन्टेना में थरथरानवाला इलेक्ट्रानो इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो एंटीना से रेडियो तरंगों के रूप में दूर होते हैं। रेडियो तरंगों के रिसेप्शन में, एक ऐन्टेना में इलेक्ट्रॉनों के लिए एक रेडियो तरंग जोड़ी के दोहराव वाले इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्र, उन्हें आगे और पीछे धकेलते हुए, एक रेसीवर रिसीवर के लिए उपयोग किए जाने वाले ओसील्टिंग धाराएं बनाते हैं पृथ्वी का वायुमंडल मुख्य रूप से रेडियो तरंगों के लिए पारदर्शी है, सिवाय ionosphere में चार्ज कणों की परतें जो कुछ आवृत्तियों को प्रतिबिंबित कर सकती हैं।

रेडियो प्रसारण, रेडियो, दो मार्ग रेडियो, मोबाइल फोन, संचार उपग्रह, और वायरलेस नेटवर्किंग जैसे रेडियो संचार प्रणालियों में दूरी के बारे में जानकारी प्रसारित करने के लिए रेडियो तरंगों का बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक रेडियो संचार प्रणाली में, एक रेडियो आवृत्ति वर्तमान में आयाम, आवृत्ति या चरण के अनुसार एक ट्रांसमीटर में सूचना-आधारित संकेत के साथ बदल जाता है, और एंटीना पर लागू होता है। रेडियो तरंगें एक रिसीवर के लिए पूरी जगह में जानकारी लेती हैं, जहां उन्हें ऐन्टेना से प्राप्त होता है और रिसीवर में डिमोड्यूशन द्वारा निकाली जाने वाली जानकारी। रेडियो तरंगों का उपयोग ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) और नेविगेशनल बीकन जैसे प्रणालियों में नेविगेशन के लिए भी किया जाता है, और रेडियोलोकेशन और रडार में दूर की वस्तुओं का पता लगाया जाता है। उनका उपयोग रिमोट कंट्रोल और औद्योगिक हीटिंग के लिए भी किया जाता है।

रेडियो स्पेक्ट्रम का उपयोग सरकारों द्वारा सख्ती से विनियमित किया जाता है, जिसे अंतरराष्ट्रीय दूरसंचार संघ (आईटीयू) कहा जाता है, जो विभिन्न प्रयोक्ताओं के लिए विभिन्न प्रयोक्ताओं के लिए आवृत्तियों को आवंटित करता है।

माइक्रोवेव
माइक्रोवेव लघु तरंग दैर्ध्य की रेडियो तरंगों हैं, एसपीएफ और ईएचएफ आवृत्ति बैंड में लगभग 10 सेंटीमीटर से एक मिलीमीटर तक। माइक्रोवेव ऊर्जा कालीन और मैग्नेट्रॉन ट्यूबों के साथ उत्पन्न होती है, और गन और आईएमपीएटीटी डायोड जैसे ठोस राज्य उपकरणों के साथ। यद्यपि वे उत्सर्जित होते हैं और छोटे एंटेना द्वारा अवशोषित होते हैं, वे ध्रुवीय अणुओं द्वारा अवशोषित होते हैं, कंपन और घूर्णी मोड में जोड़ते हैं, जिसके परिणामस्वरूप थोक हीटिंग होते हैं। अवरक्त और प्रकाश जैसी उच्च आवृत्ति तरंगों के विपरीत, सतह पर मुख्य रूप से अवशोषित होते हैं, माइक्रोवेव सामग्री में घुसना कर सकते हैं और सतह के नीचे अपनी ऊर्जा जमा कर सकते हैं। इस आशय का उपयोग माइक्रोवेव ओवन में खाने के लिए किया जाता है, और औद्योगिक ताप और चिकित्सा डायथराइम के लिए। माइक्रोवेव मुख्य रडार में प्रयुक्त तरंग दैर्ध्य हैं, और इन्हें उपग्रह संचार और वाईफ़ाई जैसी वायरलेस नेटवर्किंग तकनीकों के लिए उपयोग किया जाता है, हालांकि यह तापीय तापक पैदा करने में असमर्थ तीव्रता के स्तर पर है। तांबे केबल्स (पारेषण लाइन) जिनका उपयोग कम आवृत्ति रेडियो तरंगों को एंटेना में ले जाने के लिए किया जाता है, उन्हें माइक्रोवेव आवृत्तियों पर अत्यधिक बिजली नुकसान होता है और वेवगॉइड नामक धातु पाइपों को उन्हें ले जाने के लिए उपयोग किया जाता है। हालांकि बैंड के कम अंत में वातावरण मुख्य रूप से पारदर्शी है, वायुमंडलीय गैसों द्वारा माइक्रोवेव के बैंड अवशोषण के ऊपरी छोर पर, कुछ किलोमीटर तक व्यावहारिक प्रसार दूरी को सीमित करता है।

तेराहर्टज़ विकिरण
तेराहर्टज़ विकिरण दूर अवरक्त और माइक्रोवेव के बीच स्पेक्ट्रम का एक क्षेत्र है। हाल तक तक, इस श्रृंखला का शायद ही कभी अध्ययन किया गया और बैंड के उच्च अंत (उप-मिलीमीटर तरंगों या तथाकथित तेराहर्ट्ज तरंगों) पर माइक्रोवेव ऊर्जा के लिए कुछ स्रोत मौजूद थे, लेकिन इमेजिंग और संचार जैसे अनुप्रयोग अब दिखाई दे रहे हैं। वैज्ञानिक भी सशस्त्र बलों में तेराहर्टज तकनीक को लागू करने के लिए उत्सुक हैं, जहां अपने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को अक्षम करने के लिए दुश्मन सैनिकों पर उच्च आवृत्ति तरंगों का निर्देशन किया जा सकता है। टेराहर्टज़ विकिरण को वायुमंडलीय गैसों द्वारा दृढ़ता से अवशोषित किया जाता है, जिससे यह आवृत्ति लंबी दूरी के संचार के लिए बेकार हो सकती है।

अवरक्त विकिरण
विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के अवरक्त भाग में लगभग 300 GHz से 400 THz (1 मिमी – 750 एनएम) की सीमा शामिल है। इसे तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है:

300 जीएचजेड से 30 THz (1 मिमी – 10 माइक्रोन) तक दूर अवरक्त इस श्रेणी के निचले हिस्से को माइक्रोवेव या टेराहर्टज़ तरंग भी कहा जा सकता है। यह विकिरण आमतौर पर गैस चरण अणुओं में तथाकथित घूर्णी मोड, तरल पदार्थों में आणविक गति से और ठोस पदार्थों में फोन्सन द्वारा अवशोषित होता है। पृथ्वी के वायुमंडल में पानी इस श्रेणी में इतनी दृढ़ता से अवशोषित करता है कि यह प्रभावी रूप से अपारदर्शी वातावरण प्रदान करता है। हालांकि, कुछ तरंग दैर्ध्य श्रेणियां (“विंडो”) अपारदर्शी रेंज में हैं जो आंशिक ट्रांसमिशन की अनुमति देती हैं, और इसे खगोल विज्ञान के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। लगभग 200 माइक्रोग्राम से कुछ मिमी तक की तरंग दैर्ध्य सीमा को खगोल विज्ञान में “उप-मिलीमीटर” के रूप में जाना जाता है, जो 200 माइक्रोन नीचे तरंगदैर्य के लिए दूर अवरक्त रखता है।

मध्य-अवरक्त, 30 से 120 THz (10-2.5 सुक्ष्ममापी) से। हॉट ऑब्जेक्ट्स (ब्लैक-बॉडी रेडिएटर्स) इस श्रेणी में जोरदार विकीर्ण कर सकते हैं, और सामान्य शरीर के तापमान पर मानव त्वचा इस क्षेत्र के निचले छोर पर जोरदार ढंग से फैलती है। इस विकिरण को आणविक कंपनों द्वारा अवशोषित किया जाता है, जहां एक अणु में विभिन्न परमाणु उनके संतुलन की स्थिति के आसपास कंपन करते हैं। इस श्रेणी को कभी-कभी फिंगरप्रिंट क्षेत्र कहा जाता है, क्योंकि एक यौगिक के मध्य-अवरक्त अवशोषण स्पेक्ट्रम उस परिसर के लिए बहुत विशिष्ट है।

निकट-अवरक्त, 120 से 400 THz (2,500-750 एनएम) से। इस श्रेणी के लिए प्रासंगिक भौतिक प्रक्रियाएं दृश्य प्रकाश के समान हैं। इस क्षेत्र में उच्चतम आवृत्तियों को सीधे कुछ प्रकार की फोटोग्राफिक फिल्मों द्वारा, और अवरक्त फोटोग्राफी और वीडियोग्राफी के लिए कई प्रकार के ठोस स्टेट इमेज सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है।

दर्शनीय विकिरण (प्रकाश)
आवृत्ति में ऊपर अवरक्त दिखाई प्रकाश दिखाई देता है। सूर्य दृश्यमान क्षेत्र में अपनी चरम शक्ति का उत्सर्जन करता है, हालांकि सभी तरंग दैर्ध्यों के माध्यम से पूरे उत्सर्जन पावर स्पेक्ट्रम को एकीकृत करने से पता चलता है कि सूर्य दृश्यमान प्रकाश की तुलना में थोड़ा अधिक अवरक्त का उत्सर्जन करता है। परिभाषा के अनुसार, दृश्यमान प्रकाश ईएम स्पेक्ट्रम का हिस्सा है जिसमें मानव आँख सबसे संवेदनशील है। दर्शनीय प्रकाश (और अवरक्त अवरक्त प्रकाश) आम तौर पर अणुओं और परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित होते हैं जो एक ऊर्जा स्तर से दूसरे स्थान पर जाते हैं। यह क्रिया मानव तंत्र और पौधे प्रकाश संश्लेषण के अंतर्गत आने वाली रासायनिक तंत्रों को अनुमति देती है। मानव दृश्य प्रणाली को उत्तेजित करने वाली रोशनी विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का एक बहुत ही छोटा सा हिस्सा है। इंद्रधनुष विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के ऑप्टिकल (दृश्यमान) भाग को दर्शाता है; इन्फ्रारेड (अगर यह देखा जा सकता है) केवल इंद्रधनुष की लाल तरफ से परे स्थित होगा, जो कि बैंगनी अंत से परे अल्ट्रावियोलेट दिखाई दे।

380 एनएम और 760 एनएम (400-790 तेराहर्टज़) के बीच तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युतचुंबकीय विकिरण को मानवीय आंखों से पता चलता है और दृश्य प्रकाश के रूप में माना जाता है। अन्य तरंग दैर्ध्य, विशेषकर अवरक्त (760 एनएम) से अधिक समय तक और पराबैंगनी (380 एनएम से कम) को कभी-कभी प्रकाश के रूप में भी संदर्भित किया जाता है, खासकर जब इंसानों की दृश्यता प्रासंगिक नहीं होती है। सफेद प्रकाश दृश्यमान स्पेक्ट्रम में विभिन्न तरंग दैर्ध्यों की रोशनी का एक संयोजन है। एक चश्मे के माध्यम से सफेद रोशनी से गुजारें, इसे 400 एनएम और 780 एनएम के बीच दिखाई देने वाले स्पेक्ट्रम में देखा जाने वाला प्रकाश के कई रंगों में विभाजित किया जाता है।

यदि ईएम स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में आवृत्ति होने वाले विकिरण एक वस्तु को प्रतिबिंबित करते हैं, कहते हैं, फलों का एक कटोरा, और फिर आंखों पर हमले, इस दृश्य के दृश्य धारणा में परिणाम होता है मस्तिष्क की दृश्य प्रणाली विभिन्न रंगों और रंगों में परिलक्षित आवृत्तियों की भीड़ को संसाधित करती है, और इस अपर्याप्तता से समझी जाने वाली मनोचिकित्सक घटना के माध्यम से, ज्यादातर लोग फल का कटोरा मानते हैं

अधिकांश तरंग दैर्ध्यों पर, हालांकि, विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा की जाने वाली जानकारी मानव इंद्रियों द्वारा प्रत्यक्ष रूप से नहीं मिली है। प्राकृतिक स्रोतों स्पेक्ट्रम भर में ईएम विकिरण का उत्पादन करते हैं, और तकनीक तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को हेरफेर भी कर सकती है। ऑप्टिकल फाइबर प्रकाश प्रसारित करता है, हालांकि, यह आवश्यक नहीं है कि स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में (यह आम तौर पर अवरक्त होता है), जानकारी ले सकता है मॉडुलन रेडियो तरंगों के साथ प्रयोग के समान है।

पराबैंगनी विकिरण
आवृत्ति में अगली अल्ट्रावियोलेट (यूवी) आती है। यूवी किरणों का तरंग दैर्ध्य दृश्यमान स्पेक्ट्रम के वायलेट अंत से छोटा है लेकिन एक्स-रे से अधिक लंबा है

यूवी सबसे लंबा तरंगदैर्ध्य विकिरण है, जिसका फोटॉन काफी ऊर्जावान है, परमाणुओं को आयनित करने, उनसे इलेक्ट्रॉनों को अलग करने, और इस प्रकार रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण। लघु तरंगदैर्ध्य यूवी और इसके ऊपर छोटे तरंग दैर्ध्य विकिरण (एक्स-रे और गामा किरण) को आयनियोजन विकिरण कहते हैं, और उनके संपर्क में रहने वाले ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे उन्हें स्वास्थ्य खतरा हो सकता है। यूवी भी कई पदार्थों को प्रकाश में दिखाई दे सकता है; इसे प्रतिदीप्ति कहा जाता है

यूवी की मध्य सीमा में, यूवी किरण आयनित नहीं कर सकते हैं, लेकिन रासायनिक बांड तोड़ सकते हैं, अणुओं को असामान्य रूप से प्रतिक्रियाशील बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, सनबर्न, त्वचा कोशिकाओं पर मध्यम श्रेणी यूवी विकिरण के विघटनकारी प्रभावों के कारण होता है, जो कि त्वचा के कैंसर का मुख्य कारण है। मध्यम श्रेणी में पराबैंगनी किरणों को अत्यधिक डीएनए अणुओं को क्षतिग्रस्त कर सकता है, जो कि थिइमाइन डिमर्स के उत्पादन करने वाले कोशिकाओं में बहुत शक्तिशाली उत्परिवर्तक बनाते हैं।

सूरज महत्वपूर्ण यूवी विकिरण (इसकी कुल शक्ति का लगभग 10%) का उत्सर्जन करता है, जिसमें अत्यंत छोटी तरंगदैर्ध्य यूवी भी शामिल है, जो संभवतः भूमि पर सबसे अधिक जीवन को नष्ट कर सकती है (सागर का पानी वहां जीवन के लिए कुछ सुरक्षा प्रदान करेगा)। हालांकि, सूर्य के हानिकारक यूवी तरंग दैर्ध्य में से अधिकांश सतह पर पहुंचने से पहले वायुमंडल द्वारा अवशोषित होते हैं। उच्च ऊर्जा (कम से कम तरंग दैर्ध्य) यूवी (“वैक्यूम यूवी” कहा जाता है) श्रेणी नाइट्रोजन द्वारा और लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य द्वारा, हवा में सरल डायटोमिक ऑक्सीजन द्वारा अवशोषित की जाती है। ऊर्जा के मध्य-सीमा में अधिकांश यूवी को ओजोन परत द्वारा अवरुद्ध किया जाता है, जो महत्वपूर्ण 200-315 एनएम रेंज में मजबूती से अवशोषित करता है, जिसमें निम्न ऊर्जा हिस्सा हवा में अवशोषित करने के लिए सामान्य डाइऑक्सीजन के लिए बहुत लंबा है। यह यूवी में समुद्र तल पर 3% से कम सूरज की रोशनी छोड़ देता है, इसके साथ ही यह सब कम ऊर्जा पर शेष होता है। शेष यूवी-ए है, कुछ यूवी-बी के साथ यूवी की सबसे कम ऊर्जा श्रेणी 315 एनएम और दृश्य प्रकाश (यूवी-ए कहा जाता है) के बीच वातावरण से अच्छी तरह से अवरुद्ध नहीं है, लेकिन धूप की कालिमा पैदा नहीं करता है और कम जैविक क्षति करता है। हालांकि, यह हानिरहित नहीं है और ऑक्सीजन कण, म्यूटेशन और त्वचा का नुकसान पैदा करता है। अधिक जानकारी के लिए पराबैंगनी देखें

एक्स-रे
यूवी के बाद एक्स-रे आते हैं, जो यूवी के ऊपरी हिस्से की तरह भी आयनिंग होते हैं। हालांकि, उनकी ऊंची ऊर्जा के कारण, एक्स-रे कॉम्प्टन प्रभाव के माध्यम से मामले के साथ भी बातचीत कर सकते हैं। हार्ड एक्सरे को नरम एक्स-रे की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य होते हैं और वे बहुत से अवशोषण वाले कई पदार्थों के माध्यम से पार कर सकते हैं, वे कुछ मीटर पानी के बराबर ‘मोटाई’ के साथ ‘ऑब्जेक्ट’ ऑब्जेक्ट के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। एक उल्लेखनीय उपयोग दवा में एक्स-रे इमेजिंग निदान है (रेडियोग्राफी के रूप में जाना जाने वाली एक प्रक्रिया) एक्स-रे उच्च-ऊर्जा भौतिकी में जांच के लिए उपयोगी हैं I खगोल विज्ञान में, न्यूट्रॉन सितारों के आस-पास की डिस्क और ब्लैक होल एक्स-रे का उत्सर्जन करते हैं, जिससे इन घटनाओं के अध्ययन को सक्षम किया जा सकता है। एक्स-रे भी सितारों के कोरोनस द्वारा उत्सर्जित होते हैं और कुछ प्रकार के नेबुलाइ द्वारा दृढ़ता से उत्सर्जित होते हैं। हालांकि, एक्सरे टेलिस्कोप को पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर खगोलीय एक्स-रे देखने के लिए रखा जाना चाहिए, क्योंकि पृथ्वी के वायुमंडल की महान गहराई एक्स-रे (अपरिवर्तक 1000 ग्राम प्रति सेमी 2 के साथ) से अपारदर्शी है, 10 मीटर के बराबर है पानी की मोटाई यह लगभग सभी खगोलीय एक्स-रे ब्लॉक करने के लिए पर्याप्त राशि है (और यहां तक ​​कि खगोलीय गामा किरण – नीचे देखें)।

गामा किरणें
हार्ड एक्स-रे गामा किरणें आने के बाद, जो 1 9 00 में पॉल अलिच विलार्ड ने खोज की थी। ये सबसे ऊर्जावान फोटॉन हैं, जिनकी तरंग दैर्ध्य की कोई सीमा निर्धारित नहीं है। खगोल विज्ञान में वे उच्च ऊर्जा वस्तुओं या क्षेत्रों का अध्ययन करने के लिए मूल्यवान हैं, हालांकि एक्स-रे के साथ यह केवल पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर दूरबीनों के साथ ही किया जा सकता है। गैमा किरण भौतिकीविदों द्वारा उनकी मर्मज्ञ क्षमता के लिए प्रयोगात्मक रूप से प्रयोग किया जाता है और कई रेडियोसोटोपों द्वारा तैयार किए जाते हैं। उनका उपयोग खाद्य पदार्थों के विकिरण और नसबंदी के लिए बीज के लिए किया जाता है, और दवा में उन्हें कभी-कभी विकिरण कैंसर चिकित्सा में प्रयोग किया जाता है। अधिक सामान्यतः, गामा किरणों का उपयोग परमाणु चिकित्सा में निदान इमेजिंग के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए पीईटी स्कैन। गामा किरणों के तरंग दैर्ध्य को इसके प्रभाव के माध्यम से उच्च सटीकता से मापा जा सकता है कॉम्पटन बिखरने।

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