Шкала электромагнитных волн

Д. Максвелл разработал теорию электромагнитных явлений и показал, что в природе должны существовать электромагнитные волны, а Г. Герц получил и исследовал их экспериментально.

Работы Герца, Попова, Лебедева и других ученых подтвердили теорию Максвелла и показали, что с помощью колебательного контура можно получать электромагнитное излучение с длиной волны от нескольких километров до 6 мм. Из теории Максвелла следовало, что световое излучение представляет собой очень короткие электромагнитные волны, создаваемые естественными вибраторами — атомами и молекулами.

Таким образом, к концу прошлого столетия было известно электромагнитное излучение с длинами волн от нескольких километров до 6 мм и от 0,3 мм (инфракрасное излучение) до 0,01 мкм (ультрафиолетовое излучение). Затем были открыты рентгеновские лучи, оказавшиеся (что было установлено позднее) очень короткими электромагнитными волнами.

Изучение радиоактивных явлений позволило обнаружить электромагнитное излучение, длины волн которого еще короче, чем рентгеновских лучей. Это излучение было названо гамма-излучением.

Позднее были экспериментально получены электромагнитные волны, заполнившие имевшиеся вначале пробелы в спектре электромагнитных волн.

Шкала известных электромагнитных волн изображена на рис. 34.20. Распределение электромагнитных волн по типам сделано в соответствии со способами их возбуждения. Те участки шкалы, где диапазоны волн разных типов перекрывают друг друга, показывают, что волны таких длин можно получить двумя способами. Так, например, волны длиной около 1 мм можно получить с помощью искусственного вибратора и при тепловом излучении. Разумеется, физические свойства этих волн совершенно одинаковы, так как они определяются длиной волны, а не методом их возбуждения.

Из рис. 34.20 видно, что диапазон видимого света составляет очень малую часть спектра электромагнитных волн.

Исследования электромагнитного излучения имеют огромное значение для уточнения наших представлений о строении вещества. Так, исследования инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения помогли выяснить строение молекул и внешних электронных оболочек атомов; изучение рентгеновского излучения позволило установить строение внутренних электронных оболочек атомов и структуру кристаллов, а изучение гамма-лучей дает много ценных сведений о строении атомных ядер.